RU2214295C1

RU2214295C1 - Respirator

Info

Publication number: RU2214295C1
Application number: RU2002123965/12A
Authority: RU
Inventors: И.С. Костюченко; Ю.А. Романов; Е.А. Галкин; Е.П. Костарев; Л.И. Смольникова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Сорбент-Центр Внедрение"
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2003-10-20
Also published as: RU2002123965A

Abstract

FIELD: means of individual protection of man respiratory organs and designed for use under conditions of unhealthy trade. SUBSTANCE: respirator has half-mask with two filter cartridges secured by means of branch pipes, headband with cap and flexible straps fastened to fastening unit in form of pin located on filter cartridge. Filter cartridges are fastened to half-mask so that their symmetry planes intersect with symmetry plane of half-mask at angle of 90±10^°. Pins of filter cartridges are displaced relative to cartridge symmetry plane so that centers of branch pipe and pin and center line of headband flexible strap are located in same plane. EFFECT: reduced limiting of field of view and uniform distribution of half-mask pressure on face integument over obturation strip, spare effect on user's organism and psychics due to improved design of respirator. 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека, в частности к фильтрующим респираторам патронного типа, и предназначается для использования в условиях вредных производств, в воздух рабочей зоны которых выделяются вредные вещества в газо-, парообразном или аэрозольном состоянии. The invention relates to personal protective equipment for human respiratory organs, in particular to cartridge-type filter respirators, and is intended for use in hazardous industries, into the air of the working zone of which harmful substances are released in a gas, vapor or aerosol state.

Ограничение поля зрения при работе в респираторе затрудняет выполнение производственных операций в связи с ограничением сектора обзора. Неравномерное распределение давления полумаски по полосе обтюрации: повышенное - в области крыльев носа и скуловых костей - вызывает болевые ощущения; пониженное - увеличивает вероятность сверхнормированного подсоса вредных веществ в этих областях лица. Ограничение поля зрения патронных респираторов зависит, главным образом, от конструкции и габаритов фильтрующих патронов и полумаски, от способа их крепления и взаимного расположения составляющих респиратор блоков (оголовья, полумаски, фильтрующих патронов) и способа крепления респиратора на лице (голове) пользователя. The limitation of the field of view when working in a respirator makes it difficult to carry out production operations due to the restriction of the field of view. Uneven distribution of half-mask pressure over the obturation strip: increased - in the area of the wings of the nose and cheekbones - causes pain; low - increases the likelihood of excess normal intake of harmful substances in these areas of the face. The limitation of the field of view of cartridge respirators depends mainly on the design and dimensions of filter cartridges and half masks, on the method of their fastening and the relative position of the components of the respirator (headband, half mask, filter cartridges) and the method of fastening the respirator on the face (head) of the user.

Известен респиратор, содержащий полумаску, два фильтрующих патрона и оголовье для крепления респиратора на лице человека. На полумаске выполнено четыре прилива для крепления к ней оголовья (RU 2111027 С1, 20.05.1998). Known respirator containing a half mask, two filter cartridges and a headband for attaching a respirator to a person's face. Four tides were made on the half mask for attaching the headband to it (RU 2111027 C1, 05.20.1998).

Недостатком известного респиратора является неравномерное распределение давления полумаски по полосе обтюрации: повышенное - в нижней, подбородочной части области и пониженное - в области крыльев носа. Это объясняется большим расстоянием между центрами приложения активной и реактивной составляющих результирующих сил, что вызывает большой момент силы относительно горизонтальной оси, расположенной во фронтальной плоскости полумаски. Для обеспечения нормированного коэффициента подсоса полумаски по полосе обтюрации в известном респираторе необходимо создавать большие усилия эластичных тесем оголовья, следовательно, большие давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации, что вызывает негативную реакцию у пользователя. Крепление оголовья к полумаске с помощью приливов, расположенных вблизи обтюратора, создают большой динамический момент инерции при поворотах головы, деформацию полумаски и возможную ее дегерметизацию. A disadvantage of the known respirator is the uneven distribution of the pressure of the half mask over the obturation strip: increased in the lower, chin part of the region and lower in the region of the nose wings. This is explained by the large distance between the centers of application of the active and reactive components of the resulting forces, which causes a large moment of force relative to the horizontal axis located in the frontal plane of the half mask. To ensure the normalized coefficient of suction of the half mask over the obturation strip in a known respirator, it is necessary to create great efforts of the elastic headband, therefore, high pressure of the half mask on the skin of the face along the obturation strip, which causes a negative reaction for the user. The attachment of the headband to the half mask with the help of tides located near the shutter creates a large dynamic moment of inertia when turning the head, the deformation of the half mask and its possible depressurization.

Известен другой респиратор, содержащий полумаску, фильтрующие патроны и оголовье для крепления респиратора на лице (US 5794617 А, 18.08.1998). Фильтрующие патроны овальной формы закреплены на полумаске патрубками, смещенными относительно центра тяжести патрона. Оголовье, состоящее из наголовника овальной формы и шейной (затылочной) тесьмы, крепится тесьмой к патрубкам фильтрующих патронов. В рабочем положении респиратора оголовье является, с одной стороны, опорой для полумаски, а с другой, - для патронов. Another known respirator containing a half mask, filter cartridges and a headband for attaching the respirator to the face (US 5794617 A, 08/18/1998). The oval-shaped filtering cartridges are fixed on the half mask with nozzles displaced relative to the center of gravity of the cartridge. The headband, consisting of an oval-shaped headband and a neck (occipital) braid, is fastened with a braid to the nozzles of the filtering cartridges. In the working position of the respirator, the headband is, on the one hand, a support for the half mask, and on the other hand, for cartridges.

Однако, поскольку масса патронов больше массы полумаски, то при таком закреплении оголовья и фильтрующих патронов к полумаске момент сил со стороны патронов будет больше момента сил со стороны полумаски. Поэтому нескомпенсированные моменты сил создают при поворотах головы момент инерции и возможную разгерметизацию полумаски. However, since the mass of the cartridges is greater than the mass of the half mask, with such a fastening of the headband and filter cartridges to the half mask, the moment of forces from the side of the cartridges will be greater than the moment of forces from the side of the half mask. Therefore, uncompensated moments of forces create a moment of inertia and a possible depressurization of the half mask when turning the head.

Наиболее близким к заявляемому является респиратор, содержащий полумаску с двумя фильтрующими патронами и клапаном выдоха и оголовье с эластичными тесьмами. Фильтрующий патрон закреплен на полумаске посредством патрубка, выполненного в съемной пластмассовой манжете, в которой герметично установлен фильтрующий патрон. На поверхности манжеты в плоскости симметрии фильтрующего блока (манжета и патрон) выполнен узел крепления эластичной тесьмы оголовья в виде выступа с головкой (шпенька) (SU 223593 А1, 02.08.1968). Closest to the claimed is a respirator containing a half mask with two filter cartridges and an exhalation valve and a headband with elastic braids. The filter cartridge is fixed to the half mask by means of a nozzle made in a removable plastic cuff in which the filter cartridge is hermetically installed. On the surface of the cuff in the plane of symmetry of the filtering unit (cuff and cartridge), a knot of fastening the elastic band of the headband in the form of a protrusion with a head (peg) is made (SU 223593 A1, 08/02/1968).

Для обеспечения условия равномерного распределения давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации центры (оси) кругового патрубка и шпенька фильтрующего блока и средней линии эластичной тесьмы расположены в известном респираторе в одной плоскости. Однако в этом случае респиратор имеет большие значения ограничения поля зрения. Для уменьшения ограничения поля зрения фильтрующий блок поворачивают относительно оси патрубка и опускают книзу, что приводит к неравномерному распределению давления полумаски на кожные покровы лица, так как векторы активных и реактивных сил в таком положении фильтрующего блока находятся под углом друг к другу, поэтому эти составляющие сил не компенсируются в связи с их действием в пересекающихся плоскостях, создавая моменты сил, уменьшая тем самым давление полумаски на кожные покровы в области крыльев носа и скуловых костей, что увеличивает вероятность подсоса воздуха в этой области лица. Для предотвращения разгерметизации полумаски требуется увеличить натяжение тесем оголовья. To ensure a uniform distribution of the pressure of the half mask on the skin of the face along the obturation strip, the centers (axes) of the circular pipe and the peg of the filter unit and the midline of the elastic tape are located in the same respirator in the same plane. However, in this case, the respirator has large values of the visual field limitation. To reduce the limitation of the field of view, the filter unit is rotated relative to the axis of the nozzle and lowered downward, which leads to an uneven distribution of the pressure of the half mask on the skin of the face, since the vectors of active and reactive forces in this position of the filter unit are at an angle to each other, therefore these force components they are not compensated due to their action in intersecting planes, creating moments of force, thereby reducing the pressure of the half mask on the skin in the region of the wings of the nose and cheek bones, which led to It increases the likelihood of air leaks in this area of the face. To prevent depressurization of the half mask, it is necessary to increase the tension with the headband.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение значений ограничения поля зрения и обеспечение равномерного распределения давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации, обеспечение щадящего воздействия респиратора на организм и психику пользователя при использовании респираторов с фильтрующими патронами овальной формы с большим эксцентриситетом, имеющими одну плоскость симметрии. The technical problem to which the invention is directed is to reduce the field of vision limits and ensure uniform distribution of half-mask pressure on the skin of the face along the obturation strip, to ensure the gentle effect of the respirator on the body and psyche of the user when using respirators with oval shaped filter cartridges with a large eccentricity having one plane of symmetry.

Указанный технический результат достигается тем, что в респираторе, содержащем полумаску, закрепленные на ней посредством патрубков два фильтрующих патрона, оголовье с наголовником и эластичными тесьмами, закрепленными на расположенном на фильтрующем патроне узле крепления, выполненном в виде шпенька, согласно изобретению фильтрующие патроны закреплены на полумаске таким образом, что их плоскости симметрии пересекаются с плоскостью симметрии полумаски под углом 90±10^o, а шпеньки на фильтрующих патронах смещены относительно плоскости симметрии патрона так, что центры патрубка и шпенька и средняя линия эластичной тесьмы оголовья расположены в одной плоскости.The specified technical result is achieved by the fact that in the respirator containing the half mask, two filter cartridges fixed to it by means of nozzles, a headband with a headband and elastic brackets mounted on a mounting unit located on the filter cartridge made in the form of a peg, according to the invention, filter cartridges are mounted on the half mask so that their plane of symmetry intersects with the plane of symmetry of the half mask at an angle of 90 ± 10 ^o , and the pegs on the filter cartridges are displaced relative to the plane the symmetry of the cartridge so that the centers of the pipe and the peg and the middle line of the elastic band of the headband are located in the same plane.

Благодаря присоединению фильтрующих патронов к полумаске так, что при вертикальном (рабочем) положении респиратора расположение плоскости симметрии патронов приближено к горизонтальному положению, поскольку их плоскости симметрии пересекаются с плоскостью симметрии полумаски под углом 90±10^o, обеспечивается значительное увеличение сектора обзора, в результате чего уменьшается одна из важнейших эргономических величин - ограничение поля зрения.Due to the attachment of the filter cartridges to the half mask so that, when the respirator is in the vertical (working) position, the symmetry plane of the cartridges is close to the horizontal position, since their symmetry planes intersect with the half mask symmetry plane at an angle of 90 ± 10 ^° , a significant increase in the field of view is provided, resulting in one of the most important ergonomic values decreases - the restriction of the field of view.

Усилие оголовья, передаваемое посредством фильтрующих патронов полумаске, необходимое для обеспечения герметичного прилегания к лицу, обеспечения нормированного коэффициента подсоса по полосе обтюрации полумаски, распределяется равномерно по площади полосы обтюрации. Для достижения этого условия респиратор выполнен так, что центр узла крепления патрона (патрубка) к полумаске, центр узла крепления оголовья к патрону (шпенька) и средняя линия эластичной тесьмы оголовья расположены в одной плоскости, что исключает возникновение активных сил, расположенных вне этой плоскости, следовательно, и момента сил, обуславливающих перераспределение давлений полумаски. Конструктивно эта задача решается местом расположения шпенька для крепления оголовья относительно плоскости симметрии фильтрующего патрона. The effort of the headband, transmitted by means of half-mask filter cartridges, necessary to ensure a tight fit to the face, to ensure a normalized coefficient of suction along the obturation strip of the half mask, is distributed evenly over the area of the obturation strip. To achieve this condition, the respirator is made so that the center of the attachment unit of the cartridge (pipe) to the half mask, the center of the attachment unit of the headband to the cartridge (peg) and the middle line of the elastic band of the headband are located in one plane, which eliminates the occurrence of active forces located outside this plane, consequently, the moment of forces causing the redistribution of half-mask pressures. Structurally, this problem is solved by the location of the peg for attaching the headband relative to the plane of symmetry of the filter cartridge.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен патронный респиратор в рабочем положении; на фиг. 2 и 3 - вид плоскости фильтрующего патрона (правого и левого соответственно) со стороны патрона, обращенного к полумаске; на фиг.4 и 5 - конструкция шпенька. The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a cartridge respirator in working position; in FIG. 2 and 3 - plane view of the filter cartridge (right and left, respectively) from the side of the cartridge facing the half mask; figure 4 and 5 - the design of the peg.

Респиратор содержит полумаску 1 из эластомера (резина, пластизоль и т.п. ) с отверстием для крепления клапана выдоха 2 и двумя отверстиями для крепления фильтрующих патронов 3 посредством патрубков 4, оголовье 5 с эластичными тесьмами 6 и наголовником 7. Для крепления оголовья 5 к полумаске 1 на внутренней поверхности фильтрующего патрона 3 со стороны патрубка 4 выполнен узел крепления оголовья 5 к патрону 3 в виде шпенька 8 - выступа с головкой. Эластичные тесьмы 6 снабжены пряжками 9 для регулирования натяжения. Полумаска 1 сопрягается с лицом с помощью обтюратора 10. The respirator contains a half mask 1 made of elastomer (rubber, plastisol, etc.) with an opening for attaching the exhalation valve 2 and two holes for attaching the filter cartridges 3 by means of nozzles 4, a headband 5 with elastic braids 6 and a headgear 7. For attaching the headband 5 to half mask 1 on the inner surface of the filter cartridge 3 from the side of the pipe 4 is made the attachment of the headband 5 to the cartridge 3 in the form of a peg 8 - protrusion with the head. Elastic bands 6 are provided with buckles 9 for adjusting the tension. Half mask 1 mates with the face using a shutter 10.

Для уменьшения значений ограничения поля зрения, увеличения сектора обзора, задняя часть фильтрующего патрона 3 смещена вниз вращением патрона вокруг оси патрубка 4 до горизонтального положения плоскости симметрии А-А патрона 3. Для предотвращения возникновения момента сил, как это происходит в известном респираторе, шпенек 8 размещен относительно плоскости симметрии А-А фильтрующего патрона 3 так, что центр O₁ патрубка 4 и центр О₂ шпенька 8 (их проекции) и средняя линия В-В эластичной тесьмы 6 (на проекции прямая линия) расположены в одной плоскости. Смещение шпенька 8 относительно плоскости симметрии А-А зависит от конструктивного выполнения блоков респиратора (например, от формы фильтрующих патронов: круговые, овальные).To reduce the values of the field of view, increasing the sector of view, the back of the filter cartridge 3 is shifted downward by rotating the cartridge around the axis of the pipe 4 to the horizontal position of the plane of symmetry AA of cartridge 3. To prevent the occurrence of a moment of forces, as occurs in the known respirator, peg 8 placed relative to the plane of symmetry A-A of the filter cartridge 3 so that the center O _{1 of the} pipe 4 and the center O _{2 of the} peg 8 (their projection) and the middle line BB of the elastic tape 6 (the projection is a straight line) are located in one square sharpness. The offset of the peg 8 relative to the plane of symmetry AA depends on the design of the respirator blocks (for example, on the shape of the filter cartridges: circular, oval).

Выполнение и монтаж респиратора вышеописанным способом предотвращает возникновение момента сил (М_F) вне указанной плоскости; активные силы - F_а - (усилие оголовья) и реактивные силы - F_р - (упругие силы кожных покровов лица, воспринимающие давление полумаски по полосе обтюрации) нейтрализуют друг друга, и, таким образом, давление полумаски на кожные покровы распределяется равномерно.The implementation and installation of the respirator as described above prevents the occurrence of a moment of forces (M _F ) outside the specified plane; active forces - F _a - (headband force) and reactive forces - F _p - (elastic forces of the skin of the face, perceiving the pressure of the half mask over the obturation strip) neutralize each other, and thus the pressure of the half mask on the skin is evenly distributed.

Пример. Газозащитный патронный респиратор серии КР "Сорби" включает в себя резиновую полумаску ПР-7М (см. свид-во на полезную модель 14133, от 2000 г), два фильтрующих патрона (см. патент РФ 2166340, от 2001 г.) и оголовье (см. патент РФ 2171122, от 2001 г.)
В таблице приведены значения ограничения поля зрения для различных положений взаимодействующих элементов (блоков), составляющих респиратор.Example. The gas-protective cartridge respirator of the KR Sorbi series includes a rubber half mask PR-7M (see certificate for utility model 14133, from 2000), two filter cartridges (see RF patent 2166340, from 2001) and a headband ( see RF patent 2171122, from 2001)
The table below shows the values of the field of vision limits for different positions of the interacting elements (blocks) that make up the respirator.

В таблице приняты следующие обозначения:
1 - полумаска;
4 - патрубок с фланцем фильтрующего патрона;
6 - эластичная тесьма оголовья;
7 - наголовник;
8 - шпенек фильтрующего патрона для крепления оголовья;
10 - обтюратор полумаски;
А-А - плоскость симметрии фильтрующего патрона;
В-В - секущая плоскость, на которой расположена средняя линия эластичной тесьмы;
O₁, О₂ - расположенные на линии В-В секущей плоскости центр патрубка 4 и центр шпенька 8 (соответственно);
q - распределенная по полосе обтюрации обтюратора 10 сила, возникающая в тканях лица (равна давлению полумаски 1 с обратным знаком, в сумме дающая реактивную силу F_р, компенсирующую активную силу F_а усилия оголовья. На схемах все силы - векторные величины в плоскости листа - примеры 2 и 3, т.е. в плоскости, перпендикулярной А-А);
F_а - активная сила усилия оголовья;
F_р - реактивная сила усилия оголовья;
М_F - момент силы, возникающий в плоскости, перпендикулярной А-А;
b, h - значения координат центра О₂ шпенька в прямоугольной системе координат с центром O₁ патрубка патрона.The following notation is accepted in the table:
1 - half mask;
4 - pipe with flange filter cartridge;
6 - elastic band of the headband;
7 - a headgear;
8 - peg filter cartridge for mounting the headband;
10 - shutter half mask;
AA - plane of symmetry of the filter cartridge;
B-B is the secant plane on which the midline of the elastic braid is located;
O ₁ , O ₂ - located on the line BB section plane, the center of the pipe 4 and the center of the peg 8 (respectively);
q is the force occurring in the tissues of the face distributed over the obturation band of the obturator 10 (equal to the pressure of the half mask 1 with the opposite sign, in total giving a reactive force F _p , compensating for the active force F _{a of} the headband force. In the diagrams, all forces are vector quantities in the sheet plane - examples 2 and 3, i.e. in a plane perpendicular to AA);
F _a - the active force of the headband;
F _p - reactive force of the headband;
M _F - the moment of force arising in the plane perpendicular to AA;
b, h are the coordinates of the center of the O ₂ peg in a rectangular coordinate system with the center O _{1 of the} cartridge nozzle.

Процесс изготовления патронного респиратора предлагаемой конструкции базируется на современной технологии производства изделий из эластомеров - полумаски из антисептических рецептур резин и пластизолей способами прессования и вулканизации: пластмассовых деталей фильтрующих патронов, оголовья, клапана выдоха - прессованием пластмасс; сорбентов различных марок - по принятым в отрасли технологиям. The manufacturing process of the cartridge respirator of the proposed design is based on modern technology for the production of elastomers - half masks from antiseptic formulations of rubbers and plastisols by pressing and vulcanization methods: plastic parts of filter cartridges, headband, exhalation valve - by pressing plastic; sorbents of various brands - according to industry accepted technologies.

Конструкция шпенька обусловлена необходимостью повышения технологичности производства корпуса фильтрующих патронов и снижения себестоимости путем использования знаков (вкладышей) в одной пресс-форме для изготовления шпеньков, смещенных вправо и влево от плоскости симметрии для правого и левого патронов, вместо двух пресс-форм. The design of the pin is due to the need to increase the manufacturability of the filter cartridge housing and reduce costs by using the signs (inserts) in one mold to make the pegs shifted to the right and left of the plane of symmetry for the right and left cartridges, instead of two molds.

Предложенная конструкция респиратора позволяет уменьшить значения ограничения поля зрения, увеличить сектор обзора, улучшить условия труда (эргономика) в связи с принятым расположением плоскостей симметрии полумаски и фильтрующего патрона (вариант 3 таблицы). Размещение шпенька смещенным относительно плоскости симметрии фильтрующего патрона предложенным образом позволило предотвратить возникновение момента сил, изменяющих распределение давления полумаски на кожные покровы лица по полосе обтюрации вплоть до ее разгерметизации и увеличения коэффициента подсоса (защитная категория) при поворотах головы. Для предотвращения отказов в области эффективности защиты обуславливает необходимость увеличения натяжения эластичных тесем, что приводит к увеличению давления полумаски на кожные покровы лица и негативное восприятие респиратора пользователем. The proposed design of the respirator allows you to reduce the values of the field of view, increase the sector of view, improve working conditions (ergonomics) in connection with the accepted location of the planes of symmetry of the half mask and filter cartridge (option 3 of the table). The placement of the peg in the proposed manner displaced relative to the plane of symmetry of the filter cartridge made it possible to prevent the occurrence of a moment of forces that change the distribution of the pressure of the half mask on the skin of the face along the obturation strip until it is depressurized and the suction coefficient increases (protective category) when the head is rotated. To prevent failures in the field of protection efficiency, it is necessary to increase the tension of elastic webs, which leads to an increase in the pressure of the half mask on the skin of the face and the negative perception of the respirator by the user.

Claims

A respirator containing a half mask, two filter cartridges fixed to it by means of nozzles, a headband with a headband and elastic brackets attached to a mounting unit located on the filter cartridge made in the form of a peg, characterized in that the filter cartridges are fixed to the half mask so that their plane of symmetry intersect with the plane of symmetry of the half mask 90 ± 10 ^o, and the pegs of filter cartridges are offset relative to the plane of symmetry of the cartridge so that the nozzle centers and the center line of the pin, and rib lace headband coplanar.