RU217877U1 - Reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms - Google Patents
Reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms Download PDFInfo
- Publication number
- RU217877U1 RU217877U1 RU2021134171U RU2021134171U RU217877U1 RU 217877 U1 RU217877 U1 RU 217877U1 RU 2021134171 U RU2021134171 U RU 2021134171U RU 2021134171 U RU2021134171 U RU 2021134171U RU 217877 U1 RU217877 U1 RU 217877U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mask
- pathogenic microorganisms
- filter element
- forced ventilation
- ventilation unit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, более конкретно к многоразовым маскам для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов, и может найти применение в условиях временного заражения воздушной среды в учреждениях медицины, в сооружениях городской среды и местах большого скопления людей. Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение недостатков известных технических решений при защите органов дыхания от патогенных микроорганизмов, увеличение регламентируемых сроков использования маски, расширение области применения, снижение содержания патогенной микрофлоры и углекислого газа в полости многоразовой маски при дыхании, повышение удобства эксплуатации и эффективности использования маски в условиях значительного скопления людей. Указанный технический результат достигается тем, что в многоразовой маске для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов, содержащей куполообразную лицевую часть с боковыми фиксаторами, заменяемые фильтрующие элементы с антибактериальными свойствами, блок принудительной вентиляции полости маски и блок управления, согласно полезной модели блок принудительной вентиляции включает первый фильтрующий элемент с антибактериальными свойствами и повышенным гидравлическим сопротивлением, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием, управляемый миниатюрный вентилятор, первый обратный клапан и встроенный блок управления режимами работы вентилятора с литиево-ионным аккумулятором; внутри маски в области впускного окна расположены датчики регистрации частоты дыхания потребителя, температуры, давления и влажности воздуха в полости маски, выходы указанных датчиков соединены через каналы связи с входами блока управления для контроля и визуального отображения функциональных параметров устройства в режиме реального времени и передачи сигналов от блока управления на вход питания второго фильтрующего элемента для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием и привода миниатюрного вентилятора, выполненного с возможностью изменения расхода по сигналам от датчика регистрации частоты дыхания с учетом таблично нормируемых поправок на текущие значения температуры, давления, влажности воздуха и содержания кислорода в полости маски, причем лицевая часть маски выполнена из моющегося воздухонепроницаемого гибкого полимерного материала с возможностью крепления первого и второго съемных узлов для впуска и выпуска воздуха, первый съемный узел расположен в нижней части маски и соединен через патрубок или напрямую с выходом блока принудительной вентиляции, а второй съемный узел расположен на боковой стороне верхней части маски и содержит второй обратный клапан и третий фильтрующий элемент с антибактериальными свойствами и пониженным гидравлическим сопротивлением для выдыхаемого воздуха. Кроме того, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием может быть расположен в сужающейся части блока принудительной вентиляции и выполнен в виде источника лучистой энергии из группы: ультрафиолетовое, высокочастотное, электроразрядное, ионизирующее или ультразвуковое излучение. Кроме того, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием может быть выполнен в виде бактерицидного ультрафиолетового светодиодного светильника с длиной волны 275 нанометров. Кроме того, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов термическим воздействием при температуре 50-120°С может быть расположен в сужающейся части блока принудительной вентиляции и выполнен в виде электрического нагревателя, содержащего металлическую нить накаливания диаметром 0,01-0,1 мм, образующую линейную, сетчатую или спиральную структуру. Кроме того, первый и третий фильтрующий элементы с антибактериальными свойствами могут быть выполнены из пористого тканого или нетканого материала, обеспечивающего функции стерилизации, дезинфекции и ингибирования патогенных микроорганизмов. Кроме того, блок принудительной вентиляции может быть снабжен средством для визуального отображения функциональных параметров в режиме реального времени, выполненным в виде независимого удаленного или встроенного в корпус блока принудительной вентиляции дополнительного устройства для отображения текущих данных на жидкокристаллическом дисплее. Кроме того, блок управления может содержать модуль встроенной памяти для хранения нормируемых и рассчитанных данных об уровне бактериологического загрязнения воздуха, их передачи на удаленные устройства, например, смартфон, для сравнения с объявленным уровнем загрязнения воздуха. Кроме того, многоразовая маска может быть снабжена средствами для совместного использования с защитными очками или защитным экраном, предназначенными для защиты глаз и лица от попадания мелкодисперсных частиц и брызг, содержащих патогенные микроорганизмы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 
Description
Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, более конкретно, к многоразовым маскам для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов и может найти применение в условиях временного заражения воздушной среды в учреждениях медицины, в сооружениях городской среды и местах большого скопления людей.The utility model relates to personal protective equipment for respiratory organs, more specifically, to reusable masks for protecting respiratory organs from pathogenic microorganisms and can be used in conditions of temporary air pollution in medical institutions, in urban environments and in crowded places.
В рамках проводимой работы по борьбе с распространением коронавирусной инфекции Минздравом России, Минпромторгом России, Роспотребнадзором, Росстандартом и другими ведомствами даны рекомендации по применению гражданами средств индивидуальной защиты органов дыхания в общественных местах и общественном транспорте. Ношение защитных лицевых масок является обязательным или профилактическим мероприятием, которое помогает предотвратить массовое распространение инфекционных заболеваний, передающихся воздушным и воздушно-капельным путем. К числу таких средств, наряду с противогазами и фильтрующими респираторами, относятся медицинские, технические и прочие маски одноразового или многоразового использования. В качестве средства усиленной защиты органов дыхания от вирусов и бактерий, по рекомендациям Роспотребнадзора, допускается использование противоаэрозольных респираторов из изолирующих материалов со сменными фильтрами с эффективностью защиты: FFP1 - 80%; FFP2 - 94%; FFP3 - 99%. Преимущество респираторов перед фильтрующими полумасками заключается в возможности многократного использования лицевых частей, при этом заменяются только фильтры. Лицевые части респираторов и масок из изолирующих материалов могут обрабатываться дезинфицирующими растворами, а фильтры или изделия в целом подвергаются периодической термообработке.As part of the ongoing work to combat the spread of coronavirus infection, the Russian Ministry of Health, the Russian Ministry of Industry and Trade, Rospotrebnadzor, Rosstandart and other departments have given recommendations on the use of personal respiratory protection equipment by citizens in public places and public transport. Wearing protective face masks is a mandatory or preventive measure that helps prevent the massive spread of infectious diseases transmitted by air and droplets. Such means, along with gas masks and filtering respirators, include medical, technical and other disposable or reusable masks. As a means of enhanced respiratory protection against viruses and bacteria, according to the recommendations of Rospotrebnadzor, it is allowed to use antiaerosol respirators made of insulating materials with replaceable filters with protection efficiency: FFP1 - 80%; FFP2 - 94%; FFP3 - 99%. The advantage of respirators over filtering half masks is the ability to reuse the facepieces, while only the filters are replaced. The front parts of respirators and masks made of insulating materials can be treated with disinfectant solutions, and filters or products in general are subjected to periodic heat treatment.
Всемирная организация здравоохранения рекомендует в период пандемии использовать респираторы 2-й степени защиты, а респираторы 3-й степени защиты применять при прямом контакте с зараженным человеком. Промышленные индивидуальные средства фильтрации вдыхаемого воздуха подлежат обязательной оценке соответствия в форме сертификации требованиям безопасности средств индивидуальной защиты. Медицинские маски, обладающие достаточной фильтрующей способностью, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения для большинства случаев использования, также должны иметь регистрационное удостоверение соответствующего ведомства. Маски, которые не являются медицинскими изделиями или средствами индивидуальной защиты, не подлежат обязательной оценке соответствия, на них может быть оформлен добровольный сертификат соответствия. Для граждан, вне осуществления ими профессиональной деятельности, требования к видам применяемых масок не установлены и допускается индивидуальное использование человеком для фильтрации воздуха любых масок, в том числе медицинских, гигиенических, ватно-марлевых и других. В настоящее время из-за распространения коронавирусной инфекции COVID-19 в России наблюдается определенная нехватка эффективных средств индивидуальной защиты органов дыхания, соответственно ведутся работы по совершенствованию известных моделей, созданию и внедрению более эффективных видов масок и респираторов.The World Health Organization recommends that during a pandemic, use respirators of the 2nd degree of protection, and use respirators of the 3rd degree of protection in direct contact with an infected person. Industrial personal means of filtering the inhaled air are subject to mandatory conformity assessment in the form of certification with the safety requirements of personal protective equipment. Medical masks that have sufficient filtering power, as recommended by the World Health Organization for most uses, must also have a marketing authorization from the relevant agency. Masks that are not medical devices or personal protective equipment are not subject to mandatory conformity assessment, they can be issued a voluntary certificate of conformity. For citizens, outside their professional activities, requirements for the types of masks used have not been established and individual use by a person for air filtration of any masks, including medical, hygienic, cotton-gauze and others, is allowed. Currently, due to the spread of the coronavirus infection COVID-19 in Russia, there is a certain lack of effective personal respiratory protection equipment, respectively, work is underway to improve known models, create and introduce more effective types of masks and respirators.
Известен противогазоаэрозольный универсальный респиратор длительного применения «Шанс», разработанный компанией ООО «НПК Пожхимзащита» и предназначенный для защиты органов дыхания человека от присутствующих в воздухе вредных газо- и парообразных веществ, мелкодисперсных аэрозолей различного происхождения, включающих вирусы и микробы. Органы дыхания в фильтрующем респираторе изолируются от окружающей среды полумаской, а вдыхаемый воздух очищается от аэрозолей в пакете фильтрующих материалов (см. Проект Издательского дома «MEDIA-PRO» Охрана труда и пожарная безопасность // БЛОГ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА 24.04.2020 «Новые средства защиты от вирусов и бактерий»; https://otpb.com.ru/news/novve-sredstva-zashchitv-ot-virusov-i-bakteriy).Known gas and aerosol universal respirator for long-term use "Chance", developed by LLC "NPK Pozhkhimzashchita" and designed to protect the human respiratory system from harmful gas and vaporous substances present in the air, fine aerosols of various origins, including viruses and microbes. The respiratory organs in a filtering respirator are isolated from the environment with a half mask, and the inhaled air is cleaned of aerosols in a bag of filter materials (see the Project of the MEDIA-PRO Publishing House Occupational Health and Fire Safety // BLOG OF THE CHIEF EDITOR 24.04.2020 "New means of protection against viruses and bacteria”; https://otpb.com.ru/news/novve-sredstva-zashchitv-ot-virusov-i-bakteriy).
Фильтры универсального респиратора длительного применения «Шанс» обеспечивают защиту по аэрозолю с эффективностью защиты FFP2, в том числе, от летучих органических веществ с невысокой температурой кипения. Универсальный респиратор длительного применения «Шанс» предлагается использовать многократно и после каждого использования выдерживать 2 часа в термошкафу при температуре 60-65°С. Респиратор «Шанс» можно использовать совместно с очками или с защитным экраном, предназначенным для защиты глаз, лица и органов дыхания от попадания брызг, воды и т.д. В состав респиратора длительного применения «Шанс» входят: эргономичная полумаска универсального размера, два сменных фильтра марки А1Р2, пластиковая каркасная накладка, система регулируемого оголовья и трехклапанная система. Время защитного действия противогазоаэрозольного респиратора длительного применения «Шанс» не менее 72 часов, температурный режим: от -20°С до +40°С, масса респиратора - 400 грамм.The filters of the Chance long-term universal respirator provide aerosol protection with FFP2 protection efficiency, including against volatile organic substances with a low boiling point. Universal long-term respirator "Chance" is proposed to be used repeatedly and after each use to withstand 2 hours in a heating cabinet at a temperature of 60-65°C. The Chance respirator can be used in conjunction with glasses or with a protective screen designed to protect the eyes, face and respiratory organs from splashes, water, etc. The long-term respirator "Chance" includes: an ergonomic half mask of a universal size, two replaceable filters of the A1P2 brand, a plastic frame overlay, an adjustable headband system and a three-valve system. The protective action time of the Chance long-term anti-gas and aerosol respirator is at least 72 hours, temperature regime: from -20°С to +40°С, the weight of the respirator is 400 grams.
К недостаткам известного устройства следует отнести сравнительно большую массу и сложность эксплуатации, связанные с целевым использованием респиратора для защиты органов дыхания человека от присутствующих в воздухе опасных мелкодисперсных аэрозолей и вредных газо- и парообразных органических веществ (бензин, бензол, керосин, ацетон, анилин, толуол, сероуглерод, спирты и эфиры и др.).The disadvantages of the known device include a relatively large mass and complexity of operation associated with the intended use of a respirator to protect the human respiratory system from dangerous fine aerosols and harmful gas and vaporous organic substances (gasoline, benzene, kerosene, acetone, aniline, toluene) present in the air. , carbon disulfide, alcohols and ethers, etc.).
Из современного уровня техники по патентным фондам отдельных стран известно большое количество средств индивидуальной защиты органов дыхания, в том числе, в виде защитных масок, используемых в условиях стандартного дыхания человека, часть из которых рассмотрена ниже: патенты RU - 110937, 2040279, 2738682, 2750412, 2550329, 191517; патенты US - 6568392, 6484722, 6394090; CN - 210143884; ЕР - 1001830 и др.From the current state of the art, according to the patent funds of individual countries, a large number of personal respiratory protection equipment is known, including in the form of protective masks used in standard human breathing conditions, some of which are discussed below: patents RU - 110937, 2040279, 2738682, 2750412 , 2550329, 191517; US patents - 6568392, 6484722, 6394090; CN-210143884; EP - 1001830 and others.
Известна маска одноразовая медицинская, содержащая полотно, две встроенные гибкие вставки, верхняя - для лучшего прилегания маски с учетом индивидуальных особенностей носа и вторая центральная - для оптимальной фиксации формы самой маски, которая расположена по центру маски горизонтально. Центральная вставка позволяет придать и сохранить правильную форму воздушного кармана, препятствует соприкосновению маски с ротовой частью при вдохе, существенно снижает риск увлажнения маски и передачи инфекции. Маска имеет продольные складки на полотне в виде плиссировки из нескольких складок для лучшего облегания лица (см. патент RU 110937, опублик. 10.12. 2011 г.).A disposable medical mask is known, containing a canvas, two built-in flexible inserts, the top one for better fit of the mask, taking into account the individual characteristics of the nose, and the second central one for optimal fixation of the shape of the mask itself, which is located horizontally in the center of the mask. The central insert allows you to give and maintain the correct shape of the air pocket, prevents the mask from contacting the mouth during inhalation, significantly reduces the risk of wetting the mask and transmitting infection. The mask has longitudinal folds on the canvas in the form of a pleat of several folds for a better fit of the face (see patent RU 110937, published on 10.12.2011).
К недостаткам известного решения следует отнести выполнение маски одноразовой из материала Спанбонд, пропускающего воздух с затруднением дыхания пользователя. Кроме того, в процессе эксплуатации при вдохе и выдохе маска совершает движения, полотно которой жестко контактирует с кожным покровом в области носа, что приводит к его натиранию.The disadvantages of the known solution include the implementation of a disposable mask made of a Spunbond material that allows air to pass through with difficulty in breathing for the user. In addition, during operation, when inhaling and exhaling, the mask makes movements, the fabric of which is in rigid contact with the skin in the nose area, which leads to rubbing.
Известен аппарат для дыхания, содержащий единый канал вдоха-выдоха, образованный сообщающимися маской и дыхательным мешком, и заборник атмосферного воздуха с регулятором, отличающийся тем, что между маской и мешком установлены съемный фильтр с противовирусным и противобактериальными элементами и поглотитель углекислоты с присоединенными патрубками, при этом заборник выполнен в виде ряда основных сквозных отверстий в патрубках поглотителя, а регулятор в виде ряда пробок со сквозными отверстиями разного диаметра, установленных в основных отверстиях патрубка со стороны маски с возможностью их совместного либо поочередного перекрытия (см. патент RU №2040279, опублик. 25.07.1995 г.).A breathing apparatus is known, containing a single inhalation-exhalation channel formed by a communicating mask and a breathing bag, and an atmospheric air intake with a regulator, characterized in that a removable filter with antiviral and antibacterial elements and a carbon dioxide absorber with attached pipes are installed between the mask and the bag, In this case, the intake is made in the form of a number of main through holes in the absorber nozzles, and the regulator is in the form of a number of plugs with through holes of different diameters installed in the main holes of the nozzle from the side of the mask with the possibility of their joint or alternate overlap (see patent RU No. 2040279, publ. July 25, 1995).
Известное техническое решение сравнительно сложно в использовании и имеет узкую область применения в медицине при проведении профилактических, лечебных и реабилитационных сеансов нормобарической гипокситерапии.The known technical solution is relatively difficult to use and has a narrow scope in medicine during preventive, therapeutic and rehabilitation sessions of normobaric hypoxic therapy.
Известна маска защитная, относящаяся к медицинским устройствам, в частности, к индивидуальным средствам защиты дыхания человека. Маска защитная включает защитную основу, имеющую продольные складки и крепления по бокам. Две складки, направленные в одну сторону, зафиксированы боковыми швами, а на сгибе верхней складки основа с изнаночной стороны или с лицевой стороны имеет эластичную ленту с образованием продольной сборки, (см. патент RU №2738682, опублик. 15.12.2020 г.).Known protective mask related to medical devices, in particular, to personal respiratory protection. The protective mask includes a protective base having longitudinal folds and fastenings on the sides. Two folds directed in one direction are fixed with side seams, and on the fold of the upper fold, the base has an elastic tape on the wrong side or on the front side with the formation of a longitudinal assembly (see patent RU No. 2738682, published on 12/15/2020).
Недостатком известного технического решения является использование защитной маски лишь при особом режиме дыхания, используемом в условиях интенсивных физических нагрузок. Дыхание вдох - носом, выдох - ртом требуется при беге, физическом труде и другой жизнедеятельности в рамках режима повышенной готовности.The disadvantage of the known technical solution is the use of a protective mask only in a special mode of breathing used in conditions of intense physical exertion. Inhalation - through the nose, exhalation - through the mouth is required when running, physical labor and other life activities as part of the high alert mode.
Известна полумаска, выполненная с носовым зажимом и крепежными лепестками, имеющими одинаковую боковую поверхность примерно 8-10 см°, расположенными на выступающих расширениях по боковым сторонам плоских участков закраин в форме прямоугольника, имеющего закругленные переходы на основной части полумаски, имеющей ленту крепления с одним узлом и возможностью преобразования при надевании в две ленты с целью обеспечения регулирования обхвата затылочной и макушечной части головы пользователя, контур основной части полумаски скреплен по линии обтюрации сварочным швом в виде штрих-линий, а шов, соединяющий две части заготовки, размещен в подбородочной зоне (см. патент RU №2550329, опублик. 10.05.2015 г.).Known half-mask made with a nose clip and mounting petals having the same side surface of about 8-10 cm°, located on the protruding extensions on the sides of the flat sections of the rims in the form of a rectangle with rounded transitions on the main part of the half-mask having a fastening tape with one node and the possibility of converting into two tapes when put on in order to ensure the regulation of the girth of the occipital and crown parts of the user's head, the contour of the main part of the half mask is fastened along the obturation line with a welding seam in the form of dashed lines, and the seam connecting the two parts of the workpiece is placed in the chin area (see Patent RU No. 2550329, published May 10, 2015).
Основным недостатком известной конструкции одноразовой полумаски является сравнительно узкая область использования и технологическая сложность серийного производства.The main disadvantage of the known design of a disposable half mask is the relatively narrow area of use and the technological complexity of mass production.
Известно устройство для обеззараживания воздуха от патогенных микроорганизмов, содержащее дезинфицирующую камеру, рекуперативный воздухо-воздушный теплообменник, трубопроводы, блок управления и контроля. Внутри дезинфицирующей камеры расположен нагреватель для нагрева воздуха до температуры 50-250°С, обеспечивающий термическую инактивацию патогенных микроорганизмов. Теплообменник включает первую и вторую полости. Вход дезинфицирующей камеры соединен через первую полость рекуперативного теплообменника и средство подачи воздуха с входным патрубком воздухозаборника окружающего воздуха. Выход дезинфицирующей камеры соединен через вторую полость рекуперативного теплообменника и управляемый регулятор давления и расхода воздуха с выходным патрубком подачи охлажденного обеззараженного воздуха в область, свободную от патогенных микроорганизмов. Блок управления и контроля устройства электрически соединен с блоком питания нагревателя, средством подачи воздуха, регулятором давления и расхода воздуха и блоком визуального отображения функциональных параметров устройства по данным измерений датчиков температуры, расхода и давления воздуха. Известное устройство может быть выполнено переносным для индивидуальной защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов с использованием многоразовых масок (см. патент RU №2750412, опублик. 28.06.2021 г.).A device for disinfecting air from pathogenic microorganisms is known, containing a disinfecting chamber, a recuperative air-to-air heat exchanger, pipelines, a control and monitoring unit. Inside the disinfecting chamber there is a heater for heating the air to a temperature of 50-250°C, which provides thermal inactivation of pathogenic microorganisms. The heat exchanger includes the first and second cavities. The inlet of the disinfecting chamber is connected through the first cavity of the recuperative heat exchanger and the air supply means to the inlet branch pipe of the ambient air intake. The outlet of the disinfecting chamber is connected through the second cavity of the recuperative heat exchanger and a controlled regulator of pressure and air flow to the outlet branch pipe for supplying cooled disinfected air to an area free from pathogenic microorganisms. The control and monitoring unit of the device is electrically connected to the power supply unit of the heater, the air supply means, the pressure and air flow regulator and the unit for visual display of the functional parameters of the device according to the measurement data of the temperature, air flow and pressure sensors. The known device can be made portable for individual respiratory protection against pathogenic microorganisms using reusable masks (see patent RU No. 2750412, published on June 28, 2021).
К недостаткам известного технического решения следует отнести сложность выполнения дезинфицирующей камеры и компактного низкотемпературного рекуперативного воздухо-воздушного теплообменника, что затрудняет создание удобного в эксплуатации средства индивидуальной защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов.The disadvantages of the known technical solution include the complexity of the disinfection chamber and the compact low-temperature recuperative air-to-air heat exchanger, which makes it difficult to create an easy-to-use means of personal respiratory protection against pathogenic microorganisms.
Наиболее близким техническим решением к предложенному, является многоразовая маска для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов, содержащая куполообразную лицевую часть с боковыми фиксаторами, блок принудительной вентиляции полости маски, заменяемые фильтрующие элементы с антибактериальными свойствами и блок управления (см. патент CN 210143884 U, МПК A41D 13/11, опублик. 17.03.2020 г. - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms, containing a dome-shaped front part with side clamps, a forced ventilation unit for the mask cavity, replaceable filter elements with antibacterial properties and a control unit (see patent CN 210143884 U, IPC A41D 13/11, published 03/17/2020 - prototype).
Особенностью известной многоразовой маски для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов, по данным фирмы разработчика Xiaomi, является выполнение маски куполообразной формы из высококачественной трехслойной микрофибры с антибактериальным вкладышем и средством фиксации маски на лице, на наружной поверхности маски расположен блок, внутри которого установлены управляемый ультратонкий вентилятор, встроенный литиево-ионный аккумулятор, четырехслойный фильтр для улавливания тонкодисперсных частиц и блок управленияA feature of the well-known reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms, according to the developer company Xiaomi, is the execution of a dome-shaped mask made of high-quality three-layer microfiber with an antibacterial liner and a means of fixing the mask on the face, on the outer surface of the mask there is a block inside which a controlled ultra-thin fan is installed , built-in lithium-ion battery, four-layer fine particle filter and control box
По данным производителя маски-респиратора Xiaomi Purely время полной зарядки аккумулятора составляет около 4 часов для работы вентилятора в течение 4-8 часов. Вес такой маски составляет около 50 грамм, габариты изделия: 75×37×12,5 мм (см. Обзор Фирменного магазина xiacom по реализации техники Xiaomi в Москве (https://xiacom.ru/reviews/obzor-respiratora-xiaomi-purely/). В обзоре сообщаются основные параметры маски - респиратора, производимого в Китае компанией Xiaomi (https://www.mi.com/ru/about/). В ассортименте компании Xiaomi насчитывается несколько эффективных моделей респираторов, в том числе, модель маски - респиратора Xiaomi Purely Fresh Mask, предназначенных для защиты органов дыхания от дыма, смога и различных опасных микроорганизмов.According to the respirator mask manufacturer Xiaomi Purely, the time to fully charge the battery is about 4 hours for the fan to work for 4-8 hours. The weight of such a mask is about 50 grams, product dimensions: 75 × 37 × 12.5 mm /).The review reports the main parameters of the mask - a respirator manufactured in China by Xiaomi (https://www.mi.com/en/about/).In the assortment of Xiaomi, there are several effective models of respirators, including the mask model - Xiaomi Purely Fresh Mask respirator designed to protect the respiratory system from smoke, smog and various dangerous microorganisms.
К недостаткам известного технического решения следует отнести сравнительно малые сроки использования непрочной лицевой части маски, повышенное содержание углекислого газа, вдыхаемого потребителем из полости маски вместе с порцией свежего воздуха, а также возможность проявления негативных последствий при использовании маски инфицированным потребителем. Гидравлическое сопротивление многослойного материала микрофибры и антибактериального вкладыша маски препятствует полному и своевременному удалению из полости маски углекислого газа, ухудшая состав вдыхаемой порции воздуха. Избыточное давление воздуха в полости маски, создаваемое средством для принудительной вентиляции, лишь частично устраняет указанный недостаток, а в случае использования маски инфицированным потребителем, выдыхаемый воздух, зараженный патогенными микроорганизмами или вирусами, может покидать пределы защитной маски сквозь имеющиеся не плотности или материал покрытия, усугубляя эпидемиологическую ситуацию. Кроме того, аккумулятор и вентилятор в известном респираторе монтируются непосредственно на лицевой поверхности маски, что утяжеляет ее конструкцию и создает неудобства при эксплуатации.The disadvantages of the known technical solution include relatively short periods of use of the fragile front part of the mask, an increased content of carbon dioxide inhaled by the consumer from the cavity of the mask along with a portion of fresh air, as well as the possibility of negative consequences when using the mask by an infected consumer. The hydraulic resistance of the multilayer microfiber material and the antibacterial mask liner prevents the complete and timely removal of carbon dioxide from the cavity of the mask, worsening the composition of the inhaled portion of air. Excessive air pressure in the mask cavity, created by means for forced ventilation, only partially eliminates this drawback, and if the mask is used by an infected consumer, exhaled air contaminated with pathogenic microorganisms or viruses can leave the protective mask through the existing leaks or coating material, aggravating epidemiological situation. In addition, the battery and the fan in the known respirator are mounted directly on the front surface of the mask, which makes its design heavier and creates inconvenience during operation.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение недостатков известных технических решений при защите органов дыхания от патогенных микроорганизмов, увеличение регламентируемых сроков использования маски, расширение области применения, снижение содержания патогенной микрофлоры и углекислого газа в полости многоразовой маски при дыхании, повышение удобства эксплуатации и эффективности использования маски в условиях значительного скопления людей.The technical result of the proposed utility model is to eliminate the shortcomings of known technical solutions for the protection of respiratory organs from pathogenic microorganisms, increase the regulated periods of mask use, expand the scope, reduce the content of pathogenic microflora and carbon dioxide in the cavity of a reusable mask during breathing, increase ease of use and efficiency of mask use. in crowded conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что в многоразовой маске для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов, содержащей куполообразную лицевую часть с боковыми фиксаторами, заменяемые фильтрующие элементы с антибактериальными свойствами, блок принудительной вентиляции полости маски и блок управления, согласно полезной модели, блок принудительной вентиляции включает первый фильтрующий элемент с антибактериальными свойствами и повышенным гидравлическим сопротивлением, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием, управляемый миниатюрный вентилятор, первый обратный клапан и встроенный блок управления режимами работы вентилятора с литиево-ионным аккумулятором; внутри маски в области впускного окна расположены датчики регистрации частоты дыхания потребителя, температуры, давления и влажности воздуха в полости маски, выходы указанных датчиков соединены через каналы связи с входами блока управления для контроля и визуального отображения функциональных параметров устройства в режиме реального времени и передачи сигналов от блока управления на вход питания второго фильтрующего элемента для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием и привода миниатюрного вентилятора, выполненного с возможностью изменения расхода по сигналам от датчика регистрации частоты дыхания с учетом таблично нормируемых поправок на текущие значения температуры, давления, влажности воздуха и содержания кислорода в полости маски, причем лицевая часть маски выполнена из моющегося воздухонепроницаемого гибкого полимерного материала с возможностью крепления первого и второго съемных узлов для впуска и выпуска воздуха, первый съемный узел расположен в нижней части маски и соединен через патрубок или напрямую с выходом блока принудительной вентиляции, а второй съемный узел расположен на боковой стороне верхней части маски и содержит второй обратный клапан и третий фильтрующий элемент с антибактериальными свойствами и пониженным гидравлическим сопротивлением для выдыхаемого воздуха.This technical result is achieved by the fact that in a reusable mask for protecting the respiratory organs from pathogenic microorganisms, containing a dome-shaped front part with side clamps, replaceable filter elements with antibacterial properties, a forced ventilation unit of the mask cavity and a control unit, according to the utility model, the forced ventilation unit includes the first filter element with antibacterial properties and increased hydraulic resistance, the second filter element for inactivation of pathogenic microorganisms by additional physical impact, a controllable miniature fan, the first check valve and an integrated fan control unit with a lithium-ion battery; inside the mask in the area of the inlet window there are sensors for registering the consumer's respiratory rate, temperature, pressure and air humidity in the cavity of the mask, the outputs of these sensors are connected through communication channels with the inputs of the control unit to monitor and visually display the functional parameters of the device in real time and transmit signals from control unit to the power input of the second filter element for inactivation of pathogenic microorganisms by additional physical impact and a miniature fan drive configured to change the flow rate based on signals from the respiratory rate recording sensor, taking into account tabular normalized corrections for the current values of temperature, pressure, air humidity and oxygen content in mask cavity, wherein the front part of the mask is made of a washable airtight flexible polymer material with the possibility of attaching the first and second removable units for air inlet and outlet, the first removable unit is located in the lower part of the mask and is connected through a pipe or directly to the outlet of the forced ventilation unit, and the second the removable unit is located on the side of the upper part of the mask and contains a second check valve and a third filter element with antibacterial properties and reduced hydraulic resistance for exhaled air.
Кроме того, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием может быть расположен в сужающейся части блока принудительной вентиляции и выполнен в виде источника лучистой энергии из группы: ультрафиолетовое, высокочастотное, электроразрядное, ионизирующее или ультразвуковое излучение.In addition, the second filter element for inactivation of pathogenic microorganisms by additional physical action can be located in the constricted part of the forced ventilation unit and is made in the form of a source of radiant energy from the group: ultraviolet, high-frequency, electric discharge, ionizing or ultrasonic radiation.
Кроме того, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов дополнительным физическим воздействием может быть выполнен в виде бактерицидного ультрафиолетового светодиодного светильника с длиной волны 275 нанометров.In addition, the second filter element for inactivation of pathogenic microorganisms by additional physical impact can be made in the form of a bactericidal ultraviolet LED lamp with a wavelength of 275 nanometers.
Кроме того, второй фильтрующий элемент для инактивации патогенных микроорганизмов термическим воздействием при температуре 50-120°С может быть расположен в сужающейся части блока принудительной вентиляции и выполнен в виде электрического нагревателя, содержащего металлическую нить накаливания диаметром 0,01-0,1 мм, образующую линейную, сетчатую или спиральную структуру.In addition, the second filter element for inactivation of pathogenic microorganisms by thermal exposure at a temperature of 50-120°C can be located in the tapering part of the forced ventilation unit and is made in the form of an electric heater containing a metal filament with a diameter of 0.01-0.1 mm, forming linear, mesh or spiral structure.
Кроме того, первый и третий фильтрующий элемент с антибактериальными свойствами могут быть выполнены из пористого тканого или нетканого материала, обеспечивающего функции стерилизации, дезинфекции и ингибирования патогенных микроорганизмов.In addition, the first and third antibacterial filter element can be made of a porous woven or non-woven material, providing the functions of sterilization, disinfection and inhibition of pathogens.
Кроме того, блок принудительной вентиляции может быть снабжен средством для визуального отображения функциональных параметров в режиме реального времени, выполненным в виде независимого удаленного или встроенного в корпус блока принудительной вентиляции дополнительного устройства для отображения текущих данных на жидкокристаллическом дисплее.In addition, the forced ventilation unit can be equipped with a means for visual display of functional parameters in real time, made in the form of an independent remote or built-in auxiliary device in the body of the forced ventilation unit to display current data on a liquid crystal display.
Кроме того, блок управления может содержать модуль встроенной памяти для хранения нормируемых и рассчитанных данных об уровне бактериологического загрязнения воздуха, их передачи на удаленные устройства, например, смартфон, для сравнения с объявленным уровнем загрязнения воздуха.In addition, the control unit may contain a built-in memory module for storing normalized and calculated data on the level of bacteriological air pollution, their transmission to remote devices, such as a smartphone, for comparison with the declared level of air pollution.
Кроме того, многоразовая маска может быть снабжена средствами для совместного использования с защитными очками или защитным экраном, предназначенными для защиты глаз и лица от попадания мелкодисперсных частиц и брызг, содержащих патогенные микроорганизмы.In addition, the reusable mask can be provided with means for use with goggles or a protective shield designed to protect the eyes and face from the ingress of fine particles and splashes containing pathogenic microorganisms.
В предложенной многоразовой маске для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов устраняются недостатки известных технических решений, в том числе, связанные с недостаточным сроком использования, повышенным содержанием углекислого газа в полости маски и негативными последствиями при использовании маски инфицированным потребителем. Технический результат снижения количества углекислого газа в маске достигается за счет пониженного гидравлического сопротивления для выдыхаемого воздуха третьего однослойного фильтрующего элемента по сравнению с гидравлическим сопротивлением первого многослойного фильтрующего элемента с антибактериальными свойствами на входе воздуха в маску. Разница гидравлических сопротивлений третьего и первого фильтрующих элементов может составлять до 10 и более раз. Вентиляция полости маски при этом способствует сокращению времени выпуска выдыхаемого воздуха с углекислым газом из полости маски по сравнению с временем подачи порций воздуха в период вдоха, соответственно, к снижению среднего содержания углекислого газа в полости маски. Технический результат дополнительного снижения содержания патогенной микрофлоры в полости маски достигается благодаря действию второго фильтрующего элемента для термической инактивации патогенных микроорганизмов при поступлении воздуха в полость маски. Избыточное давление воздуха в полости маски, создаваемое средством для принудительной вентиляции воздуха, также способствует реализации указанного технического результата, препятствуя неконтролируемому поступлению наружного воздуха через неплотное прилегание маски к лицу.In the proposed reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms, the shortcomings of known technical solutions are eliminated, including those associated with an insufficient period of use, an increased content of carbon dioxide in the mask cavity, and negative consequences when using the mask by an infected consumer. The technical result of reducing the amount of carbon dioxide in the mask is achieved due to the reduced hydraulic resistance for the exhaled air of the third single-layer filter element compared to the hydraulic resistance of the first multilayer filter element with antibacterial properties at the air inlet into the mask. The difference between the hydraulic resistances of the third and first filter elements can be up to 10 or more times. Ventilation of the mask cavity in this case helps to reduce the time for the release of exhaled air with carbon dioxide from the mask cavity compared to the time for supplying portions of air during the inhalation period, respectively, to reduce the average carbon dioxide content in the mask cavity. The technical result of an additional reduction in the content of pathogenic microflora in the mask cavity is achieved due to the action of the second filter element for thermal inactivation of pathogenic microorganisms when air enters the mask cavity. Excessive air pressure in the cavity of the mask, created by means for forced air ventilation, also contributes to the implementation of the specified technical result, preventing the uncontrolled flow of outside air through a loose fit of the mask to the face.
При этом расширяется область применения маски, повышается эффективность устройства и его эксплуатационные характеристики за счет применения стойких материалов лицевой части маски и обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха от возбудителей опасных вирусных и бактериальных инфекций. Одновременно достигается многократное увеличение срока службы лицевой части маски с учетом периодической замены первого и третьего фильтрующих элементов с антибактериальными свойствами.At the same time, the scope of the mask is expanded, the efficiency of the device and its performance are increased due to the use of resistant materials for the front part of the mask and the disinfection of inhaled and exhaled air from pathogens of dangerous viral and bacterial infections. At the same time, a multiple increase in the service life of the front part of the mask is achieved, taking into account the periodic replacement of the first and third filter elements with antibacterial properties.
В настоящее время проведены многочисленные исследования по влиянию физических факторов внешней среды на инактивацию микроорганизмов. Существуют различные формы лучистой энергии, характеризующиеся различными свойствами, силой и характером действия на жизнеспособность микроорганизмов. К ним можно отнести СВЧ-энергию, приводящую к изменению интенсивности деления клеток, действие ультрафиолетовых лучей, ионизирующей радиации и ультразвукового излучения, вызывающих инактивацию ферментов и коагуляцию белков. Перспективным видом инактивации микроорганизмов для предложенного технического решения следует считать применение используемых в медицине ультрафиолетовых светодиодов с длиной волны 275 нанометров, имеющих неоспоримые преимущества в использовании и энергопотреблении (см., например, Перетрухина И.В. «ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА МИКРООРГАНИЗМЫ», кафедра биологии, МГТУ, http://mstu.edu.ru/science/conferences/11ntk/materials/section16/section1625.html, а такжеAt present, numerous studies have been carried out on the influence of physical environmental factors on the inactivation of microorganisms. There are various forms of radiant energy, characterized by different properties, strength and nature of the effect on the viability of microorganisms. These include microwave energy, which leads to a change in the intensity of cell division, the action of ultraviolet rays, ionizing radiation and ultrasonic radiation, causing enzyme inactivation and protein coagulation. A promising type of inactivation of microorganisms for the proposed technical solution should be considered the use of ultraviolet LEDs used in medicine with a wavelength of 275 nanometers, which have undeniable advantages in use and energy consumption (see, for example, Peretrukhina I.V. "INFLUENCE OF PHYSICAL FACTORS OF THE EXTERNAL ENVIRONMENT ON MICROORGANISMS", Department of Biology, MSTU, http://mstu.edu.ru/science/conferences/11ntk/materials/section16/section1625.html, and also
ГОСТ Р 56257-2014 «НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ ВНЕШНЕГО ПРИРОДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ»GOST R 56257-2014 "NATIONAL STANDARD OF THE RUSSIAN FEDERATION CHARACTERISTICS OF FACTORS OF EXTERNAL NATURAL IMPACT"
https://docs.cntd.ru/document/1200118630)https://docs.cntd.ru/document/1200118630)
Одним из наиболее эффективных способов обеззараживания воздушной среды в полости маски является термическая инактивация патогенных микроорганизмов в температурном интервале 50-120°С в рамках допустимых значений энергопотребления миниатюрного вентилятора и электрического нагревателя второго фильтрующего элемента. Для предложенного устройства с массой 50-100 грамм в качестве автономного источника питания допустимо использование литиево-ионного аккумулятора емкостью 1000 мА.ч и более, обеспечивающего работу вентилятора и нагревательного элемента для термической инактивации патогенных микроорганизмов в течение рабочего дня, что сравнимо с энергетическими показателями устройства по прототипу, но превышает его характеристики по эффективности применения и техническому результату.One of the most effective ways to disinfect the air in the mask cavity is thermal inactivation of pathogenic microorganisms in the temperature range of 50-120°C within the allowable power consumption of a miniature fan and an electric heater of the second filter element. For the proposed device with a mass of 50-100 grams, it is acceptable to use a lithium-ion battery with a capacity of 1000 mAh or more as an independent power source, which ensures the operation of a fan and a heating element for thermal inactivation of pathogenic microorganisms during the working day, which is comparable to the energy performance of the device according to the prototype, but exceeds its characteristics in terms of application efficiency and technical result.
Как известно из опубликованных данных (см. ссылки на соответствующую библиографию в патенте RU №2750412) процесс инактивации вирусов в открытом пространстве заметно ускоряется при температурах выше 50°С. При температурах выше 80°С время, за которое концентрация вирусов SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2 снижается на 3 порядка, составляет менее 1 мин, при дальнейшем повышении температуры до 120-250°С время инактивации вирусов в открытом пространстве может быть снижено вплоть до 0,1-1 сек. Время частичной инактивации патогенных микроорганизмов в замкнутом объеме маски может снижаться до долей секунды, прежде всего, в области нагревательного элемента второго фильтрующего элемента, а также за счет одновременного применения фильтрующих элементов с антибактериальными свойствами на входе и выходе из маски. Нижний предел температуры инактивации 50°С, заявленный в предложенном техническом решении является доказанным, тогда как верхний заявленный предел температуры инактивации 120°С и возможное повышение, в рамках предложенного технического решения, этой температуры до 250°С ограничены лишь энергетическими возможностями используемого литиево-ионного аккумулятора.As is known from the published data (see references to the relevant bibliography in the patent RU No. 2750412) the process of virus inactivation in open space is noticeably accelerated at temperatures above 50°C. At temperatures above 80°C, the time during which the concentration of SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 viruses decreases by 3 orders of magnitude is less than 1 min; with a further increase in temperature to 120-250°C, the time of inactivation of viruses in open space can be reduced down to 0.1-1 sec. The time of partial inactivation of pathogenic microorganisms in the closed volume of the mask can be reduced to fractions of a second, primarily in the area of the heating element of the second filter element, and also due to the simultaneous use of filter elements with antibacterial properties at the inlet and outlet of the mask. The lower limit of the inactivation temperature of 50°C, declared in the proposed technical solution, is proven, while the upper declared limit of the inactivation temperature of 120°C and a possible increase, within the framework of the proposed technical solution, of this temperature to 250°C are limited only by the energy capabilities of the lithium-ion battery used. battery.
На фиг. 1 дано изображение многоразовой маски для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов, In FIG. 1 is an image of a reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms,
на фиг. 2 показана блок-схема маски с выносным блоком принудительной вентиляции,in fig. 2 shows a block diagram of a mask with an external forced ventilation unit,
на фиг. 3 и фиг. 4 приведены варианты применения многоразовой маски.in fig. 3 and FIG. 4 shows options for using a reusable mask.
Многоразовая маска (фиг. 1) для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов содержит куполообразную лицевую часть маски 1 с боковыми фиксаторами 2 и выносной блок принудительной вентиляции 3, соединенный с маской 1 через патрубок 4. Лицевая часть маски 1 выполнена из моющегося воздухонепроницаемого гибкого полимерного материала и снабжена окнами 5, 6 для впуска и выпуска воздуха. Окна 5, 6 выполнены с возможностью герметичного крепления в них первого и второго съемных узлов 7, 8 для быстрой замены находящихся в них фильтрующих элементов с антибактериальными свойствами. Первый съемный узел 7 для впуска воздуха расположен в нижней части маски 1 и соединен через патрубок 4 или напрямую с выходом блока принудительной вентиляции 3. Второй съемный узел 8 для выпуска воздуха из полости маски 1 расположен на боковой стороне верхней части маски 1 и содержит последовательно расположенные обратный клапан и фильтрующий элемент с антибактериальными свойствами. Задачей клапана выдоха маски, кроме предотвращения попадания в нее зараженного воздуха, является обеспечение большего комфорта пользователя за счет уменьшения сопротивления на выдохе, отвода углекислого газа, тепла и влаги из полости маски. Многоразовую маску можно подвергать дезинфекции (моющий раствор, сушильный шкаф…), а хранить маску требуется в сухом и проветриваемом месте. По указанным причинам непрерывное пребывание человека в предложенной маске в течение 4-8 часов практически не влияет на работоспособность и функциональное состояние организма пользователя. В отличие от одноразовых масок время защитного действия предложенной многоразовой маски значительно больше, поскольку после использования ресурса фильтрующих элементов возможна их замена на запасные. По периметру маски 1 полностью или частично расположена воздухонепроницаемая эластичная накладка 9 для плотного прилегания маски 1 к конфигурации лица. На лицевой стороне корпуса выносного блока принудительной вентиляции 3 размещены решетка 10 для забора воздуха из атмосферы и окно жидкокристаллического дисплея 11 для контроля и визуального отображения отдельных функциональных параметров устройства в режиме реального времени, например, частоты дыхания и расхода воздуха через блок принудительной вентиляции 3. На боковой стороне корпуса блока принудительной вентиляции 3 расположены кнопки управления и настройки отдельных режимов использования многоразовой маски 1.A reusable mask (Fig. 1) for protecting the respiratory organs from pathogenic microorganisms contains a dome-shaped front part of the
На блок-схеме предложенной многоразовой маски (Фиг. 2) условно показаны ее составные части. В корпусе блока принудительной вентиляции 3, по ходу потока воздуха, последовательно расположены: первый четырехслойный фильтрующий элемент 12 с антибактериальными свойствами и второй фильтрующий элемент 13 для термической инактивации находящихся в воздухе патогенных микроорганизмов, снабженный проволочным электронагревателем с металлической нитью накаливания, обеспечивающей нагрев прилегающих слоев воздуха до температуры 50-120°С. После фильтрующих элементов 12, 13 расположены управляемый миниатюрный вентилятор 14 и первый обратный клапан 15 для предотвращения обратного движения воздуха к входу блока 3. Одновременно в корпусе блока принудительной вентиляции 3 размещены: встроенный блок управления 16, жидкокристаллический дисплей 11 и литиево-ионный аккумулятор 17. Второй съемный узел 8 для выпуска воздуха из полости маски 1 включает последовательно расположенные второй обратный клапан 18 и третий фильтрующий элемент 19 с антибактериальными свойствами и пониженным гидравлическим сопротивлением для выдыхаемого воздуха.The block diagram of the proposed reusable mask (Fig. 2) conventionally shows its components. In the case of the forced
Внутри маски 1 в области впускного окна 5 расположены четыре датчика (обозначены одной позицией 20) для регистрации частоты дыхания потребителя, температуры, давления и влажности воздуха в полости маски 1. Выходы указанных датчиков соединены, через проводные каналы связи, с соответствующими входами блока управления 16 для контроля функциональных параметров устройства в режиме реального времени и передачи управляющих сигналов от блока 16 на входы электрического нагревателя второго фильтрующего элемента 13 для термической инактивации патогенных микроорганизмов, привода миниатюрного вентилятора 14 и жидкокристаллического дисплея 11 для визуального отображения упомянутых функциональных параметров устройства в режиме реального времени.Inside the
Источник нагрева второго фильтрующего элемента 13 для термической инактивации патогенных микроорганизмов может быть выполнен в виде электрического нагревателя цилиндрической или иной формы, содержащего металлическую нить накаливания из тугоплавкого материала диаметром 0,01-0,1 мм, образующую линейную, сетчатую или спиральную структуру. На фиг. 2 показана нить накаливания в виде двухслойной сетки. Первый и третий фильтрующий элементы 12,19 с антибактериальными свойствами могут быть выполнены из пористого тканого или нетканого материала, обеспечивающего функции стерилизации, дезинфекции и ингибирования патогенных микроорганизмов, например, путем пропитки материала серебросодержащим веществом. Из уровня техники известны антивирусные свойства тонкодисперсных частиц (прикрепленных к основе фильтрующих элементов) из группы веществ на основе соединений платины, палладия, серебра, меди, в том числе, их йодидов (см. например патент RU №2549065, опублик. 10.11.2013). Блок принудительной вентиляции 3 может быть снабжен средствами для визуального отображения функциональных параметров устройства в режиме реального времени, выполненными в виде независимого удаленного или встроенного в корпус блока принудительной вентиляции дополнительного устройства для отображения текущих данных на жидкокристаллическом дисплее 11. Блок управления 16 может содержать модуль встроенной памяти для хранения нормируемых и рассчитанных данных об уровне бактериологического загрязнения воздуха, их передачи на удаленные устройства, например, смартфон, для сравнения с объявленным уровнем загрязнения воздуха. Многоразовая маска 1 может быть также снабжена дополнительными средствами для совместного использования с защитными очками или защитным экраном, предназначенными для защиты глаз и лица от попадания мелкодисперсных частиц и брызг, содержащих патогенные микроорганизмы.The heating source of the
Предложенная многоразовая маска для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов функционирует следующим образом.The proposed reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms functions as follows.
Многоразовую маску 1 для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов надевают на лицевую часть, обеспечивая удобство и плотность прилегания мягкой воздухонепроницаемой накладки 9 к поверхности лица, создавая необходимое натяжение боковых фиксаторов 2. Внешняя поверхность многоразовой маски 1 из гибкого полимерного материала снабжена окнами 5, 6 с возможностью герметичного крепления в них первого и второго съемных узлов 7, 8 для быстрой замены находящихся в них фильтрующих элементов с антибактериальными свойствами с целью дезинфекционной обработки маски 1 соответствующими средствами до следующего допустимого периода эксплуатации. Указанную замену фильтрующих элементов можно осуществлять без удаления или после удаления съемных узлов 7, 8 с поверхности маски 1, например, путем их последующего ввинчивания или за счет упругой фиксаци в окнах 5, 6 маски 1. Первый съемный узел 7 для впуска воздуха в нижней части маски 1 может быть соединен с выходом блока принудительной вентиляции 3 напрямую или через патрубок 4, как это показано на Фиг. 1 и Фиг. 3.
Для управления режимами работы блока принудительной вентиляции 3 на боковой стороне его корпуса расположены кнопки управления и настройки, с помощью которых возможно подобрать режимы многоразовой маски 1 для случаев использования, например, при интенсивной физической нагрузке или использования в зимнее время путем изменения расхода воздуха через вентилятор 14 или изменения температуры электрического нагревателя фильтрующего элемента 13 для термической инактивации патогенных микроорганизмов. В корпусе блока принудительной вентиляции 3 размещено большинство составных частей предложенной полезной модели: первый четырехслойный фильтрующий элемент 12 с антибактериальными свойствами, второй фильтрующий элемент 13 для термической инактивации патогенных микроорганизмов, управляемый вентилятор 14, первый обратный клапан 15, встроенный блок управления 16, жидкокристаллический дисплей 11 и литиево-ионный аккумулятор 17. В некоторых случаях целесообразно соединять блок 3 с нижней частью маски 1 напрямую или через патрубок 4.To control the operating modes of the forced
Датчики 20 для регистрации частоты дыхания потребителя, температуры, давления и влажности воздуха в полости маски 1, соединенные через проводные каналы связи с соответствующими входами блока управления 16 обеспечивают текущий контроль функциональных параметров устройства и передачу управляющих сигналов от блока 16 на входы электрического нагревателя второго фильтрующего элемента 13 для термической инактивации патогенных микроорганизмов и' привода миниатюрного вентилятора 14 и жидкокристаллического дисплея 11 для визуального отображения отдельных из упомянутых функциональных параметров устройства в режиме реального времени. При этом вентилятор 14 выполнен с возможностью изменения расхода по сигналам от датчика регистрации частоты дыхания с учетом таблично нормируемых поправок на текущие значения температуры, давления, влажности воздуха и содержания кислорода в воздухе. Указанные значения поправок запрограммированы в микроконтроллере блока управления 16 для своевременного изменения расхода блока принудительной вентиляции 3 в соответствии с изменяемыми характеристиками дыхания потребителя. Так в фазе выдоха расход воздуха через вентилятор 14 целесообразно циклически повышать для очистки полости маски от избыточного количества углекислого газа, а при повышенных физических нагрузках обеспечить лучшее снабжение потребителя кислородом.
При работах, связанных с опасными вирусными и бактериальными инфекциями, многоразовая маска может быть выполнена с использованием литиево-ионного аккумулятора емкостью 1000 мА.ч и более, обеспечивая работу вентилятора и нагревательного элемента для термической инактивации патогенных микроорганизмов в течение 4-8 часов. В основе расчетных значений потребляемой мощности электрического нагревателя и миниатюрного вентилятора многоразовой маски находятся данные о давлении, расходе воздуха, гидравлическом сопротивлении и температуре термической инактивации конкретных разновидностей патогенных микроорганизмов в обеззараживаемом воздухе. Задачи проектирования, изготовления и эксплуатации предложенной многоразовой маски для массового потребления связаны не только с серьезными капитальными затратами, но и учетом последних исследований по эффективной защите потребителей многоразовых масок от конкретных видов патогенных микроорганизмов, являющихся возбудителями вирусных и бактериальных инфекций.When working with dangerous viral and bacterial infections, a reusable mask can be made using a lithium-ion battery with a capacity of 1000 mAh or more, providing the operation of a fan and a heating element for thermal inactivation of pathogenic microorganisms for 4-8 hours. The calculated values of the power consumption of the electric heater and miniature reusable mask fan are based on data on pressure, air flow, hydraulic resistance and thermal inactivation temperature of specific varieties of pathogenic microorganisms in the disinfected air. The tasks of designing, manufacturing and operating the proposed reusable mask for mass consumption are associated not only with serious capital costs, but also with the latest research on the effective protection of consumers of reusable masks from specific types of pathogenic microorganisms that cause viral and bacterial infections.
В соответствии с изобретательским замыслом, достижение технического результата полезной модели обеспечивается указанным выполнением узлов и элементов многоразовой маски в их взаимосвязи и распространяется на различные модификации исполнения предложенного устройства в рамках заданных условий их функционирования. Эффективность использования предложенной многоразовой маски для защиты органов дыхания от патогенных микроорганизмов связана с достигаемым техническим результатом: увеличением регламентируемых сроков использования маски, расширением области применения, снижением содержания патогенной микрофлоры и углекислого газа в полости многоразовой маски при дыхании, повышением удобства эксплуатации и эффективности использования маски в условиях значительного скопления людей.In accordance with the inventive concept, the achievement of the technical result of the utility model is ensured by the specified execution of the nodes and elements of the reusable mask in their relationship and extends to various modifications of the proposed device under the specified conditions of their operation. The effectiveness of the use of the proposed reusable mask for protecting the respiratory organs from pathogenic microorganisms is associated with the achieved technical result: an increase in the regulated periods of use of the mask, an expansion of the scope, a decrease in the content of pathogenic microflora and carbon dioxide in the cavity of the reusable mask during breathing, an increase in the usability and efficiency of using the mask in crowded conditions.
Предложенная маска длительного применения обеспечивает комплексную защиту человека от вирусов и бактерий и предназначена для решения задач по предотвращению развития пандемии. Данное средство индивидуальной защиты необходимо применять в местах массового пребывания людей, в том числе, в больницах, магазинах и объектах социально культурного назначения, при проведении массовых мероприятий и на объектах инфраструктуры: метро, аэропорты, железнодорожные вокзалы и транспортно-пересадочные узлы. Персональная многоразовая маска, выполненная в соответствии с полезной моделью, может быть использована и в случаях общения с персоналом общественных учреждений (врачи, учителя, продавцы, работники пассажирского транспорта), а также для предотвращения распространения заболевания внутри коллектива лиц, которые проживают или временно находятся в одном помещении, в том числе, для обеззараживания воздуха, выдыхаемого больными людьми в медицинских учреждениях.The proposed long-term mask provides comprehensive human protection against viruses and bacteria and is designed to solve the problems of preventing the development of a pandemic. This personal protective equipment must be used in crowded places, including hospitals, shops and social and cultural facilities, during mass events and at infrastructure facilities: metro, airports, railway stations and transport hubs. A personal reusable mask, made in accordance with the utility model, can also be used in cases of communication with the personnel of public institutions (doctors, teachers, sellers, passenger transport workers), as well as to prevent the spread of the disease within a group of people who live or are temporarily in one room, including for the disinfection of the air exhaled by sick people in medical institutions.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU217877U1 true RU217877U1 (en) | 2023-04-21 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2820069C1 (en) * | 2023-09-04 | 2024-05-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук" | Cyberphysical system for controlling functioning of personal protective equipment against infectious diseases |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102139446B1 (en) * | 2020-04-27 | 2020-07-29 | 윤성현 | A recycable mask having sterilizing and purifying functions |
| RU201491U1 (en) * | 2020-06-17 | 2020-12-17 | Илья Владимирович Мхеидзе | Protective medical mask |
| KR102249558B1 (en) * | 2020-04-29 | 2021-05-10 | 충북대학교 산학협력단 | Self-isolating LED mask for confirmed patients |
| KR102287772B1 (en) * | 2020-08-10 | 2021-08-09 | 주식회사 엠에스엘 콤프레서 | Personal breathing sterilizer |
| IT202000007594A1 (en) * | 2020-04-09 | 2021-10-09 | Luigi Cecchi | Germicidal device and relative kit with individual protection device |
| WO2021216116A1 (en) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | Cedarz Group, Llc | Electronic breathing mask with uvc air purification system and peripherals |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202000007594A1 (en) * | 2020-04-09 | 2021-10-09 | Luigi Cecchi | Germicidal device and relative kit with individual protection device |
| WO2021216116A1 (en) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | Cedarz Group, Llc | Electronic breathing mask with uvc air purification system and peripherals |
| KR102139446B1 (en) * | 2020-04-27 | 2020-07-29 | 윤성현 | A recycable mask having sterilizing and purifying functions |
| KR102249558B1 (en) * | 2020-04-29 | 2021-05-10 | 충북대학교 산학협력단 | Self-isolating LED mask for confirmed patients |
| RU201491U1 (en) * | 2020-06-17 | 2020-12-17 | Илья Владимирович Мхеидзе | Protective medical mask |
| KR102287772B1 (en) * | 2020-08-10 | 2021-08-09 | 주식회사 엠에스엘 콤프레서 | Personal breathing sterilizer |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2820069C1 (en) * | 2023-09-04 | 2024-05-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук" | Cyberphysical system for controlling functioning of personal protective equipment against infectious diseases |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7823586B2 (en) | Personal respiratory protection system | |
| US6237596B1 (en) | Disposable mask and suction catheter | |
| ES2231905T3 (en) | FACIAL PROTECTIVE SYSTEM AND RESPIRATORY PROTECTION. | |
| US20210346736A1 (en) | Reusable Face Mask with Changeable Filters | |
| Bien et al. | Respiratory protection handbook | |
| US11452793B1 (en) | Ultraviolet disinfecting cartridge system | |
| US20210360999A1 (en) | Soft silicone edged cushion for face and oxygen masks with ultraviolet light source | |
| CN111165945A (en) | Reusable disinfection mask | |
| ES2862347B2 (en) | Personal protection device against viruses and particles in aerosols and for the ventilation of spaces | |
| US11752232B2 (en) | Personalized forced air purifier | |
| CN211798353U (en) | Air purification device for breathing capable of killing virus | |
| RU217877U1 (en) | Reusable mask for respiratory protection against pathogenic microorganisms | |
| CN208096076U (en) | Mask | |
| CN212279958U (en) | Special cage of protector | |
| WO2021212208A1 (en) | Electrically heated respirator | |
| CN112121320A (en) | Individualized miniature breathing circulation isolation sterilizing machine of wearing | |
| CN111264928A (en) | Multichannel silica gel gauze mask | |
| CN218391907U (en) | Wearable respiratory protection equipment | |
| CN111165948A (en) | Detachable disinfection gauze mask | |
| Sinkule et al. | Physiologic effects from using tight-and loose-fitting powered air-purifying respirators on inhaled gases, peak pressures, and inhalation temperatures during rest and exercise | |
| US20210308498A1 (en) | Personal protective system and methods of use | |
| RU2777568C1 (en) | Personal protection apparatus | |
| CN212282578U (en) | Active mask goggles combination | |
| CN213045324U (en) | Protective mask | |
| RU2732699C1 (en) | Device for individual protection |