RU239488U1

RU239488U1 - A DEVICE FOR ULTRAVIOLET DISINFECTION OF INHALED AND EXHALED AIR

Info

Publication number: RU239488U1
Application number: RU2025125260U
Authority: RU
Inventors: Сергей Игоревич Торгов
Original assignee: Сергей Игоревич Торгов
Filing date: 2025-09-11
Publication date: 2025-12-04

Abstract

Полезная модель относится к области защиты органов дыхания человека, в частности к средствам обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В устройстве для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, содержащем элемент фиксации на голове пользователя, светодиоды ультрафиолетового излучения с блоком питания, элемент фиксации выполнен в виде полого наголовного обода, на концах которого установлены средства перемещения и ориентации светодиодов, закрепленных в держателях с возможностью направления излучения в сторону расположения зоны вдыхания и так, чтобы световые потоки светодиодов держателей перекрывали друг друга, светодиоды закреплены на вогнутой поверхности держателя, выполненного в форме дуги окружности и снабжены фокусирующей линзой, каждое средство перемещения и ориентации светодиодов выполнено в виде кинематической цепи, включающей шарниры и жесткие звенья, причем начальным звеном является концевая часть обода, а выходным звеном является соответствующий держатель светодиодов, а в полости обода установлены блок управления и соединенные с ним модуль Bluetooth, Wi-Fi модуль, снабженный антенной, GPS/ГЛОНАСС модуль, снабженный антенной, блок питания, включающий аккумуляторную батарею, выполненный с возможностью подключения к внешнему источнику питания, элементы индикации и кнопки управления, размещенные на внешней поверхности обода, блок управления выполнен в виде микропроцессора с возможностью подключения датчиков контролируемых параметров и видеокамеры, снабжен интерфейсом для взаимодействия с внешними устройствами. Технический результат: улучшение потребительских свойств и расширение функциональных возможностей устройства, при обеспечении защиты от бактерий и вирусов.The utility model relates to the field of human respiratory protection, in particular to means of disinfecting inhaled and exhaled air. In a device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air, comprising a fixing element on the user's head, ultraviolet radiation LEDs with a power supply unit, the fixing element is made in the form of a hollow headband, at the ends of which there are means for moving and orienting the LEDs, fixed in holders with the possibility of directing the radiation towards the location of the inhalation zone and so that the light fluxes of the LEDs of the holders overlap each other, the LEDs are fixed on the concave surface of the holder, made in the form of an arc of a circle and provided with a focusing lens, each means for moving and orienting the LEDs is made in the form of a kinematic chain, including hinges and rigid links, wherein the initial link is the end part of the rim, and the output link is the corresponding LED holder, and in the cavity of the rim there are installed a control unit and connected to it a Bluetooth module, a Wi-Fi module equipped with an antenna, a GPS / GLONASS module equipped with an antenna, a power supply unit including a battery, made with the possibility of connecting to an external power source, Indicator elements and control buttons are located on the outer surface of the rim. The control unit is a microprocessor capable of connecting sensors for monitoring parameters and a video camera, and is equipped with an interface for interacting with external devices. The technical result: improved consumer properties and expanded functionality of the device, while providing protection against bacteria and viruses.

Description

Полезная модель относится к области защиты органов дыхания человека, в частности к средствам обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.The utility model relates to the field of human respiratory protection, in particular to means of disinfecting inhaled and exhaled air.

Известно средство индивидуальной защиты от вирусной инфекции (патент на изобретение RU 2404816, МГЖ A61L 9/20, А61М 16/06, А62В 7/00, 2010 г.) смонтированное в индивидуальной маске, закрепляемой на лице, или выполненное в виде блочной переносной приставки к такой маске, которая соединяется с маской с помощью полого шланга, через который из зоны вдыхания блочной приставки в зону дыхания маски пользователя подается уже обработанный, подвергшийся стерилизации воздух для дыхания. Указанное средство содержит входной слой фильтра, светодиоды, расположенные вне зоны вдыхания за фронтальной поверхностью входного слоя фильтра, направление излучения которых ориентировано в сторону расположения зоны вдыхания. Спектр излучения выбран губительным для вируса. Корпус светодиодов выполнен с ложементами, вогнутая форма которых ориентирована в сторону зоны вдыхания. На противоположной стороне светодиодов относительно зоны вдыхания вне ее установлены отражатели, обращенные вогнутой поверхностью каждый в сторону своего излучателя - светодиода.A personal protective device against viral infection is known (patent for invention RU 2404816, MJG A61L 9/20, A61M 16/06, A62B 7/00, 2010) mounted in an individual mask secured to the face, or made in the form of a portable block attachment to such a mask, which is connected to the mask via a hollow hose through which already treated, sterilized breathing air is supplied from the inhalation zone of the block attachment to the breathing zone of the user's mask. The said device comprises an input filter layer, light-emitting diodes located outside the inhalation zone behind the front surface of the input filter layer, the direction of the radiation of which is oriented towards the location of the inhalation zone. The radiation spectrum is selected to be destructive to the virus. The housing of the light-emitting diodes is made with recesses, the concave shape of which is oriented towards the inhalation zone. On the opposite side of the LEDs relative to the inhalation zone, outside of it, reflectors are installed, each facing its concave surface towards its emitter - the LED.

Недостатком данного устройства является необходимость преодолевать сопротивления фильтров бактерицидной камеры напором дыхания, что при длительном использовании приводит к дискомфорту и снижению эффективности фильтрации. При этом в варианте реализации вышеприведенного изобретения, включающем расположение бактерицидной камеры в отдельном блоке с соединением их посредством гибкого шланга, появляется дополнительный недостаток: дополнительные помехи для пользователя из-за шланга, частично закрывающего обзор.A disadvantage of this device is the need to overcome the resistance of the bactericidal chamber filters with breath pressure, which, with prolonged use, leads to discomfort and reduced filtration efficiency. Furthermore, the embodiment of the above invention, which includes placing the bactericidal chamber in a separate unit connected by a flexible hose, introduces an additional drawback: additional interference for the user due to the hose partially obscuring their view.

Известны устройства по обеззараживанию вдыхаемого воздуха использующие принцип формирования воздушной завесы с ультрафиолетовой обработкой, например, индивидуальное устройство защиты органов дыхания (патент на изобретение RU 2734757, МГЖ А62 В 7/10, 2020 г.), выполненное в виде очков с оправой, имеющей фронтальную часть, примыкающие к фронтальной части с двух сторон височные части и прикрепленные к височным частям дужки. Каждая височная часть включает всасывающий вентилятор с воздушным фильтром и отводящим воздуховодом, при этом воздуховод выполнен выходящим из височной части правы и продолжающимся внизу фронтальной части оправы так, что сопла обоих воздуховодов ориентированы встречно друг другу с возможностью формирования при использовании устройства по существу встречно направленных потоков воздуха непосредственно под ноздрями пользователя.Devices for disinfecting inhaled air are known that utilize the principle of forming an air curtain with ultraviolet treatment. For example, a personal respiratory protective device (patent RU 2734757, MGZ A62 B 7/10, 2020) is designed as a pair of glasses with a frame comprising a frontal portion, temple portions adjacent to the frontal portion on both sides, and temple arms attached to the temple portions. Each temple portion includes an intake fan with an air filter and an exhaust duct. The air duct is configured to exit the right temple portion and continue below the frontal portion of the frame such that the nozzles of both ducts are oriented opposite each other, enabling the formation of essentially counter-directional air flows directly under the user's nostrils when using the device.

Так же известно устройство защиты лица от опасной газообразной среды (патент на изобретение RU 2801062, МПК А62В 7/00, F24F 9/00, А61В 5/00, 2023 г.), содержащее наголовное крепление и установленную на нем перфорированную трубку, имеющую перфорацию, выполненную с возможностью создания на поверхности лица воздушной завесы из автоматически регулируемого потока воздуха, истекающего через указанную перфорацию и поступающего от пневмоаппарата, нагнетательный канал которого соединен с внутренним объемом перфорированной трубки, а также датчики контролируемых параметров. При этом устройство снабжено наголовным креплением и связанным с ним вычислительным приемо-передающим модулем, включающим, по меньшей мере, один микроконтроллер, выполненный с нейронной компьютерной архитектурой и функцией искусственного интеллекта, обеспечивающий автоматическое регулирование потока воздуха, поступающего от пневмоаппарата, нагревательным элементом, источником отрицательных ионов, а также встроенным дезинфицирующим средством, размещенными с возможностью взаимодействия с потоком воздуха, подаваемого пневмоаппаратом, а датчики контролируемых параметров выполнены в виде интеллектуальных датчиков контроля физиологических параметров состояния пользователя и контроля параметров окружающей среды, подключенных гибкой общей шиной к указанному микроконтроллеру, выполненному с возможностью обработки информации интеллектуальных датчиков для адаптивного автоматического регулирования режима работы пневмоаппарата и поддержания функции геолокации. Устройство так же снабжено средствами беспроводной передачи значений контролируемых параметров, при этом управляющий приемо-передающий модуль снабжен кнопкой активации средств беспроводной передачи и тревожной кнопкой, управляющий приемо-передающий модуль снабжен видеокамерой, объектив которой механически связан с наголовным креплением, которое выполнено регулируемым и снабжено средствами визуальной сигнализации о включении воздушной завесы в виде контрольных светодиодов, подключенных к указанному микроконтроллеру.Also known is a device for protecting the face from a hazardous gaseous environment (patent for invention RU 2801062, IPC A62B 7/00, F24F 9/00, A61B 5/00, 2023), comprising a head mount and a perforated tube mounted thereon, having perforations designed with the possibility of creating an air curtain on the surface of the face from an automatically regulated air flow flowing through said perforation and coming from a pneumatic apparatus, the discharge channel of which is connected to the internal volume of the perforated tube, as well as sensors for the monitored parameters. The device is equipped with a head mount and a computing receiving and transmitting module associated with it, including at least one microcontroller, implemented with a neural computer architecture and an artificial intelligence function, providing automatic regulation of the air flow coming from the pneumatic apparatus, a heating element, a source of negative ions, as well as a built-in disinfectant, placed with the possibility of interaction with the air flow supplied by the pneumatic apparatus, and the sensors of the monitored parameters are made in the form of intelligent sensors for monitoring the physiological parameters of the user's condition and monitoring environmental parameters, connected by a flexible common bus to the said microcontroller, configured with the possibility of processing information from the intelligent sensors for adaptive automatic regulation of the operating mode of the pneumatic apparatus and maintaining the geolocation function. The device is also equipped with means for wirelessly transmitting the values of the controlled parameters, while the control receiving and transmitting module is equipped with a button for activating the wireless transmission means and an alarm button, the control receiving and transmitting module is equipped with a video camera, the lens of which is mechanically connected to a head mount, which is adjustable and equipped with means for visual signaling of the activation of the air curtain in the form of control LEDs connected to the said microcontroller.

Недостатками указанных устройств являются сложность конструкции, необходимость использования пневмоаппарата/насоса или всасывающего вентилятора, шлангов/трубок, а так же возможные гигиенические проблемы для пользователя, связанные с возникновением потоотделения под шлангом или возникновения местных аллергических реакций на коже из-за прямого направленного потока воздуха в нос и большой площади его воздействия.The disadvantages of these devices include the complexity of the design, the need to use a pneumatic apparatus/pump or suction fan, hoses/tubes, as well as possible hygiene problems for the user associated with the occurrence of sweating under the hose or the occurrence of local allergic reactions on the skin due to the direct directed air flow into the nose and the large area of its impact.

Известно устройство для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (патент на изобретение RU 2775298, МПК A41D 13/11, A61L 9/20, «Маска с ультрафиолетовым обеззараживанием вдыхаемого и выдыхаемого воздуха», описание стр. 7, фиг. 3, фиг. 4а, 2022 г.), принятое за прототип, содержащее светодиодную ленту, установленную на ободе, размещаемом на голове пользователя по всему периметру или только над лицевой частью, с направлением излучения узким сектором, в виде ультрафиолетовой «завесы». Вдыхаемый и выдыхаемый воздух проходит через область обработки ультрафиолетом и подвергается обеззараживанию.A device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air is known (patent for invention RU 2775298, IPC A41D 13/11, A61L 9/20, "Mask with ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air", description p. 7, Fig. 3, Fig. 4a, 2022), adopted as a prototype, containing an LED strip mounted on a rim placed on the user's head along the entire perimeter or only above the face, with the radiation directed by a narrow sector, in the form of an ultraviolet "curtain". Inhaled and exhaled air passes through the ultraviolet treatment area and is disinfected.

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность из-за расположения светодиодной ленты на значительном расстоянии от зоны вдыхания, ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of the prototype is its insufficient efficiency due to the location of the LED strip at a significant distance from the inhalation zone, and limited functionality.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечении защиты от бактерий и вирусов.The technical result of the claimed utility model is to provide protection against bacteria and viruses.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, содержащем элемент фиксации на голове пользователя в виде наголовного обода и светодиоды ультрафиолетового излучения с блоком питания, выполненное с возможностью прохождения вдыхаемого и выдыхаемого воздуха через область обработки ультрафиолетовым излучением, наголовный обод выполнен полым с установленными на концах средствами перемещения и ориентации светодиодов, закрепленных в держателях с возможностью направления излучения в сторону расположения зоны вдыхания и так, чтобы световые потоки светодиодов держателей перекрывали друг друга, причем светодиоды закреплены на вогнутой поверхности держателя, выполненного в форме дуги окружности и снабжены фокусирующей линзой, а каждое средство перемещения и ориентации светодиодов выполнено в виде кинематической цепи, включающей шарниры и звенья, при этом начальным звеном является концевая часть наголовного обода, а выходным звеном является держатель светодиодов; в полости наголовного обода установлены блок управления и соединенные с ним модуль Bluetooth, Wi-Fi модуль, снабженный антенной, модуль, снабженный антенной выполнен с возможностью приема сигнала и вычисления координат пользователя, блок питания, включающий аккумуляторную батарею, выполненный с возможностью подключения к внешнему источнику питания, элементы индикации и кнопки управления, размещенные на внешней поверхности наголовного обода; блок управления выполнен в виде микропроцессора с возможностью подключения датчиков контролируемых параметров и видеокамеры, снабжен интерфейсом для взаимодействия с внешними устройствами. Длина волны светодиодов ультрафиолетового излучения составляет 220-230 нм. Интерфейс предназначен для взаимодействия с внешними устройствами в виде планшета или смартфона. Наголовный обод выполнен с возможностью размещения в его полости датчиков контролируемых параметров, выполненных в виде интеллектуальных датчиков контроля физиологических параметров состояния пользователя и контроля параметров окружающей среды. Наголовный обод выполнен с возможностью установки видеокамеры. Сущность полезной модели поясняют чертежи.The technical result is achieved in that in a device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air, containing a fixing element on the user's head in the form of a headband and ultraviolet radiation LEDs with a power supply unit, made with the possibility of inhaled and exhaled air passing through the area of ultraviolet radiation treatment, the headband is made hollow with means for moving and orienting the LEDs mounted at the ends, secured in holders with the possibility of directing radiation towards the location of the inhalation zone and so that the light fluxes of the LEDs of the holders overlap each other, wherein the LEDs are fixed on a concave surface of the holder, made in the form of an arc of a circle and provided with a focusing lens, and each means for moving and orienting the LEDs is made in the form of a kinematic chain including hinges and links, wherein the initial link is the end part of the headband, and the output link is the LED holder; A control unit and a Bluetooth module connected thereto, a Wi-Fi module equipped with an antenna, the module equipped with an antenna being configured to receive a signal and calculate the user's coordinates, a power supply including a rechargeable battery configured to be connected to an external power source, indicator elements and control buttons located on the outer surface of the headband are installed in the cavity of the headband; the control unit is implemented in the form of a microprocessor with the capability of connecting sensors of monitored parameters and a video camera, and is equipped with an interface for interacting with external devices. The wavelength of ultraviolet radiation LEDs is 220-230 nm. The interface is intended for interacting with external devices in the form of a tablet or a smartphone. The headband is configured to accommodate sensors of monitored parameters in its cavity, implemented in the form of intelligent sensors for monitoring the physiological parameters of the user's condition and monitoring environmental parameters. The headband is configured to accommodate a video camera. The essence of the utility model is explained by drawings.

На фиг. 1 приведено устройство для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, вид сверху. На фиг. 2 приведено устройство для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, вид сбоку. На фиг.3 приведена блок-схема устройства для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. На фиг.4 приведено изображение, поясняющее размещение заявляемого устройства на голове пользователя.Fig. 1 shows a device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air, viewed from above. Fig. 2 shows a device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air, viewed from the side. Fig. 3 shows a block diagram of the device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air. Fig. 4 shows an image explaining the placement of the inventive device on the user's head.

Устройство для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха содержит элемент фиксации на голове пользователя в виде полого наголовного обода 1. На концах наголовного обода 1 установлены средства перемещения и ориентации светодиодов 2, закрепленных в держателях 3 с возможностью направления излучения в сторону расположения зоны вдыхания и так, чтобы световые потоки светодиодов 2 держателей 3 перекрывали друг друга. Каждый держатель 3 выполнен в форме дуги окружности. Светодиоды 2 закреплены на вогнутой поверхности держателя 3 и снабжены фокусирующей линзой 4. Длина волны излучения светодиодов 2 составляет 220÷230 нм, так как известно, что излучение в указанном диапазоне длины волны является безопасным для человека и обеспечивает эффективную дезинфекцию воздуха. Каждое средство перемещения и ориентации светодиодов выполнено в виде кинематической цепи, включающей шарниры 5 и звенья 6. Причем начальным звеном является концевая часть наголовного обода 1, а выходным звеном является держатель 3 светодиодов 2. Шарниры 5 кинематической цепи могут быть выполнены цилиндрическими, при этом оси соседних шарниров перпендикулярны. Шарниры 5 кинематической цепи могут быт выполнены шаровыми. Применение кинематической цепи обеспечивает устройству легкость изменения формы. В полости наголовного обода 1 установлены блок управления 7 и соединенные с ним модуль Bluetooth 8, Wi-Fi модуль 9 снабженный антенной, модуль 10 снабженный антенной, блок питания 11 включающий аккумуляторную батарею 12, элементы индикации 13 и кнопки управления 14. Наголовный обод 1 выполнен с возможностью размещения в его полости датчиков 15 контролируемых параметров, выполненных в виде интеллектуальных датчиков контроля физиологических параметров состояния пользователя и контроля параметров окружающей среды. Наголовный обод 1 выполнен с возможностью установки или встраивания видеокамеры 16, например, в концевой части наголовного обода 1. Блок питания 11 выполнен с возможностью подключения к внешнему источнику питания через разъем 17. Выполнение блока питания 11 с аккумуляторной батарей 12 и с возможностью подзарядки от внешнего источника питания обеспечивает длительную автономную работу устройства. Элементы индикации 13 выполненные, например, в виде контрольных светодиодов, и размещенные на внешней поверхности наголовного обода 1, являются средствами визуальной сигнализации о включении устройства и модулей беспроводной передачи. Кнопки управления 14, например включения/выключения устройства, активации средств беспроводной передачи, активации видеокамеры 16, размещены на внешней поверхности наголовного обода 1. Блок управления 7 выполнен в виде микропроцессора с возможностью подключения датчиков 15 контролируемых параметров и видеокамеры 16. Блок управления 7 снабжен интерфейсом для взаимодействия с внешними устройствами, такими как: планшет, смартфон.A device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air comprises a headband 1 for securing the user's head. The ends of headband 1 are equipped with means for moving and orienting light-emitting diodes 2, which are secured in holders 3 so as to direct the radiation toward the inhalation zone and so that the light fluxes of the light-emitting diodes 2 of holders 3 overlap each other. Each holder 3 is shaped as an arc of a circle. The light-emitting diodes 2 are secured to the concave surface of holder 3 and are equipped with a focusing lens 4. The wavelength of the light-emitting diodes 2 is 220÷230 nm, as radiation in this wavelength range is known to be safe for humans and ensures effective air disinfection. Each means for moving and orienting the LEDs is implemented in the form of a kinematic chain including hinges 5 and links 6. The initial link is the end portion of the headband 1, and the output link is the holder 3 of the LEDs 2. The hinges 5 of the kinematic chain can be implemented as cylindrical ones, wherein the axes of adjacent hinges are perpendicular. The hinges 5 of the kinematic chain can be implemented as ball joints. The use of a kinematic chain ensures the ease of changing the shape of the device. A control unit 7 and a Bluetooth module 8 connected thereto, a Wi-Fi module 9 equipped with an antenna, a module 10 equipped with an antenna, a power supply 11 including a rechargeable battery 12, indicator elements 13 and control buttons 14 are installed in the cavity of the headband 1. The headband 1 is configured to accommodate sensors 15 of the monitored parameters in the form of intelligent sensors for monitoring the physiological parameters of the user's condition and monitoring environmental parameters. The headband 1 is configured to accommodate or embed a video camera 16, for example, in the end portion of the headband 1. The power supply 11 is configured to be connected to an external power source via a connector 17. The implementation of the power supply 11 with a rechargeable battery 12 and with the ability to recharge from an external power source ensures long-term autonomous operation of the device. The indicator elements 13, implemented, for example, in the form of control LEDs and located on the outer surface of the headband 1, are means of visual signaling of the switching on of the device and the wireless transmission modules. Control buttons 14, for example, for switching the device on/off, activating the wireless transmission means, activating the video camera 16, are located on the outer surface of the headband 1. The control unit 7 is implemented as a microprocessor with the ability to connect sensors 15 of the monitored parameters and the video camera 16. The control unit 7 is provided with an interface for interaction with external devices, such as a tablet, a smartphone.

Устройство для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха работает следующим образом. Устройство может быть использовано в местах скопления людей, например в общественном транспорте, торговых центрах, кинотеатрах, на форумах, мероприятиях, собраниях и т.д. Пользователь располагает наголовный обод 1 устройства для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха на голове, так чтобы держатели 3 находились со стороны лица (фиг. 4). Пользователь, используя средства перемещения и ориентации в виде кинематической цепи, располагает держатели 3 со светодиодами 2, направляя излучение в сторону зоны вдыхания (носо-ротовой области) так, чтобы световые потоки светодиодов держателей 3 перекрывали друг друга. Применение кинематической цепи, включающей шарниры 5 и жесткие звенья 6, обеспечивает возможность оптимально сориентировать держатели 3 в соответствии с анатомическими особенностями (головы, лица) пользователя. Пользователь включает устройство и подачу питания светодиодам 2 кнопками управления 14 на внешней поверхности наголовного обода 1, это позволяют быстро и легко управлять включениям/выключением устройства, подачей питания светодиодам 2. Управление устройством возможно с планшета или смартфона. При включении питания светодиодов 2 последние начинают излучать ультрафиолетовое излучение в области длин волн излучения, губительного для вирусной инфекции и безопасной для человека 22÷230 нм, потоки светодиодов держателей 3 перекрещиваются друг с другом, излучение перекрывает зону вдыхания, формируя перед зоной вдыхания область обработки ультрафиолетом. Вдыхаемый и выдыхаемый воздух проходит через область обработки ультрафиолетом и подвергается обеззараживанию, при этом не затруднено дыхание пользователя. Функционирование блока управления 7 происходит в соответствии с заложенной в его память программой. Модуль Bluetooth 8 и Wi-Fi модуль 9 снабженный антенной обеспечивают синхронизацию с внешними устройствами и управление устройством через приложения. Модуль 10 снабженный антенной (например, ГЛОНАСС), принимает сигналы, например, глобальной системы позиционирования и вычисляет координаты пользователя. Видеокамера 16 служит для контроля фактического состояния окружающей обстановки, например присутствия людей в помещении. Блок управления 7 выполнен с возможностью подключения датчиков 15 контролируемых параметров, размещаемых в полости наголовного обода 1, например, таких как манометр, пульсометр, датчик ЭКГ, шагомер, датчик насыщения крови кислородом, барометр, термометр, датчик влажности, компас, альтиметр, тахометр, акселерометр, гироскоп, датчик падения, газоанализаторы. В блок управления 7 могут быть интегрированы программы обработки информации с датчиков 15 контролируемых параметров для регулирования работы устройства и поддержания функции геолокации, а также для беспроводной передачи значений контролируемых параметров на внешние устройства.The device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air operates as follows. The device may be used in crowded areas, such as public transportation, shopping centers, movie theaters, forums, events, meetings, etc. The user places the headband 1 of the device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air on their head so that the holders 3 are located on the face (Fig. 4). The user, using movement and orientation means in the form of a kinematic chain, positions the holders 3 with light-emitting diodes 2, directing the radiation toward the inhalation zone (nasal-oral region) so that the light streams of the LEDs of the holders 3 overlap each other. The use of a kinematic chain, including hinges 5 and rigid links 6, allows for the optimal orientation of the holders 3 in accordance with the anatomical features (head, face) of the user. The user turns on the device and powers the LEDs 2 using control buttons 14 on the outer surface of headband 1. This allows for quick and easy on/off control of the device and power supply to LEDs 2. The device can be controlled using a tablet or smartphone. When power is turned on, LEDs 2 begin to emit ultraviolet radiation in the wavelength range of 22–230 nm, which is harmful to viral infections but safe for humans. The LED beams of holders 3 intersect with each other, blocking the inhalation zone, creating a UV treatment zone in front of the inhalation zone. Inhaled and exhaled air passes through the UV treatment zone and is disinfected, without impeding the user's breathing. Control unit 7 operates according to its stored program. Bluetooth module 8 and Wi-Fi module 9, equipped with an antenna, provide synchronization with external devices and device control via apps. Module 10, equipped with an antenna (e.g., GLONASS), receives signals, such as those from the global positioning system, and calculates the user's coordinates. Video camera 16 is used to monitor the actual state of the surrounding environment, such as the presence of people in the room. Control unit 7 is configured to connect sensors 15 of monitored parameters located in the cavity of headband 1, such as a pressure gauge, heart rate monitor, ECG sensor, pedometer, blood oxygen saturation sensor, barometer, thermometer, humidity sensor, compass, altimeter, tachometer, accelerometer, gyroscope, fall sensor, and gas analyzers. Control unit 7 can integrate programs for processing information from the sensors 15 of monitored parameters to regulate the operation of the device and support the geolocation function, as well as for wirelessly transmitting the values of the monitored parameters to external devices.

Изготовленный экспериментальный образец заявляемого для ультрафиолетового обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха показал работоспособность предложенной конструкции, простоту и удобство использования, универсальность для разных пользователей, безопасность и защиту от бактерий и вирусов, расширенные функциональные возможности устройства по сравнению с аналогами. Предложенное устройство может найти широкое применение для обеззараживания воздуха для различных групп потребителей от медицинских работников до обывателей, может использоваться вне и внутри различных помещений, в быту и на производстве, в медицинских учреждениях, в салонах различных транспортных средств и т.д.A prototype prototype of the proposed ultraviolet disinfection device for inhaled and exhaled air demonstrated the operability of the proposed design, its simplicity and ease of use, its versatility for various users, its safety and protection against bacteria and viruses, and its expanded functionality compared to similar devices. The proposed device can be widely used for air disinfection for various consumer groups, from healthcare workers to the general public. It can be used indoors and outdoors, in homes and workplaces, in medical facilities, in various vehicles, and elsewhere.

Claims

1. A device for ultraviolet disinfection of inhaled and exhaled air, comprising a fixing element on the user's head in the form of a headband and ultraviolet radiation LEDs with a power supply unit, configured to allow inhaled and exhaled air to pass through an area of ultraviolet radiation treatment, characterized in that the headband is made hollow with means for moving and orienting the LEDs mounted at the ends, secured in holders with the ability to direct radiation towards the location of the inhalation zone and so that the light fluxes of the LEDs of the holders overlap each other, wherein the LEDs are fixed on a concave surface of the holder, made in the form of an arc of a circle and provided with a focusing lens, and each means for moving and orienting the LEDs is made in the form of a kinematic chain including hinges and links, wherein the initial link is the end part of the headband, and the output link is the LED holder; A control unit and a Bluetooth module connected to it, a Wi-Fi module equipped with an antenna, the module equipped with an antenna, configured to receive a signal and calculate the coordinates of the user, a power supply unit including a battery configured to be connected to an external power source, indicator elements and control buttons located on the outer surface of the headband are installed in the cavity of the headband; the control unit is designed as a microprocessor with the ability to connect sensors of monitored parameters and a video camera, and is equipped with an interface for interaction with external devices.

2. The device according to paragraph 1, characterized in that the wavelength of the ultraviolet radiation LEDs is 220-230 nm.

3. The device according to paragraph 1, characterized in that the interface is intended for interaction with external devices in the form of a tablet or smartphone.

4. The device according to paragraph 1, characterized in that the headband is designed with the possibility of placing in its cavity sensors of controlled parameters, made in the form of intelligent sensors for monitoring the physiological parameters of the user’s condition and monitoring environmental parameters.

5. The device according to paragraph 1, characterized in that the headband is designed with the possibility of installing a video camera.