Патент на изобретение №2252049

(54) ЗАЩИТНЫЙ ШЛЕМ

(57) Реферат:

Шлем предназначен для эвакуации лесных пожарных из зоны верхового лесного пожара или пережидания прохода огневого вала на месте, для работы по тушению пожара в условиях сильной задымленности, для эвакуации людей из горящих зданий. Содержит колпак, свободно охватывающий голову и плотно облегающий в области шеи пользователя благодаря уплотнительному устройству, выполненный из термостойкого гибкого материала. Шлем имеет окно в области глаз пользователя, выполненное из термостойкого прозрачного гибкого материала и дыхательное устройство, включающее фильтрующие элементы, содержащие активированный уголь. Материал окна выполнен из полимерной пленки с теплоотражающим покрытием на внешней его стороне. Материал колпака выполнен с теплозащитным покрытием, причем уплотнительное устройство колпака выполнено в виде тесьмы с фиксатором и подвижно закреплено на внешней поверхности колпака, а дыхательное устройство выполнено в виде корпуса, имеющего загубник для дыхания и содержащего в себе фильтрующие элементы в виде чередующихся слоев активированного угля и гопкалита. Торец корпуса закрыт противодымным фильтрующим элементом, а корпус дыхательного устройства защищен термостойким теплоотражающим материалом с воздухопроницаемым слоем, выполненным с внутренней стороны материала. Шлем данной конструкции обладает высокой защитой и удобством в использовании. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Защитный шлем предназначается для эвакуации лесных пожарных из зоны верхового лесного пожара или пережидания прохода огневого вала на месте, для работы по тушению пожара в условиях сильной задымленности, для эвакуации людей из горящих зданий и т.п. Защитный шлем позволяет дышать чистым воздухом в условиях токсичной, задымленной атмосферы и защищает голову человека от теплового излучения. Защитный шлем представляет собой колпак, выполненный из термостойкого гибкого материала, свободно охватывающий голову и плотно облегающий в области шеи пользователя, имеющий окно в области глаз пользователя, и дыхательное устройство, включающее фильтрующие элементы.

Известно аналогичное устройство (свидетельство РФ на полезную модель №20843, 07.05.2001) – “газодымозащитный комплект”, содержащий газонепроницаемый термостойкий колпак со смотровым стеклом, оголовье, полумаску и фильтрующе-поглощающую коробку с двумя герметизирующими металлическими пробками, отличающийся тем, что герметизирующие пробки выполнены в виде двух конусных стаканов с фланцами, донца стаканов соединены любым известным способом, образуя канал, в котором размещена с натягом резиновая прокладка с прямоугольной канавкой на боковой наружной поверхности. Указанное устройство обладает рядом недостатков – смотровое стекло недостаточно защищает глаза пользователя от теплового излучения; колпак недостаточно защищает голову пользователя от теплового излучения; газодымозащитный комплект в целом обладает большими габаритами и массой.

Известно устройство (патент США №4793342, 27.12.1988) – “спасательный противодымный капюшон и дыхательная маска”, представляющий собой маску, имеющую колпак, полностью охватывающий голову и плотно облегающий в области шеи пользователя, благодаря эластичной уплотнительной ленте, выполненный из термостойкого гибкого материала, имеющий окно в области глаз пользователя, выполненное из достаточно прозрачного гибкого материала, и дыхательное устройство, включающее фильтр на основе активированного угля.

Данное устройство принято в качестве прототипа.

Основные недостатки устройства-прототипа:

1) окно недостаточно защищает глаза пользователя от повреждения тепловым излучением при близком прохождении пламени (фронта пожара);

2) капюшон также недостаточно защищает голову пользователя от теплового излучения;

3) уплотнение края капюшона на шее пользователя ненадежно, так как уплотняющая эластичная лента пропущена через ряд отверстий в капюшоне. Токсичная и задымленная атмосфера может проникать через эти отверстия и складки (гофры), образующиеся в капюшоне между отверстиями;

4) фильтрующее устройство не защищено от воздействия теплового излучения;

5) множество движущихся деталей в конструкции фильтра снижает его надежность.

Техничеким результатом, достигаемым в заявленном изобретении, является повышение надежности и эффективности защиты головы и органов дыхания человека за счет снижения теплового потока извне – путем применения теплоотражающих покрытий на поверхностях колпака, окна защитного шлема и щитка дыхательного устройства; за счет повышения качества очистки вдыхаемого воздуха от токсичных газов, дыма и аэрозольных частиц -путем комбинации в дыхательном устройстве трех типов фильтрующих элементов (противодымный фильтр, активированный уголь, гопкалит); за счет уменьшения притока неочищенного воздуха во внутренний объем шлема – путем установки уплотнительного устройства на внешней поверхности колпака и применения загубника для дыхания, включенного в состав дыхательного устройства; за счет повышения надежности конструкции шлема – путем исключения движущихся элементов из конструкции дыхательного устройства и за счет увеличения термостойкости изделия – путем применения термостойких материалов в конструкции шлема.

Технический результат достигается тем, что в защитном шлеме, содержащем колпак, свободно охватывающий голову и плотно облегающий в области шеи пользователя, благодаря уплотнительному устройству, выполненный из термостойкого гибкого материала, имеющий окно в области глаз пользователя, выполненное из термостойкого прозрачного гибкого материала и дыхательное устройство, включающее фильтрующие элементы, содержащие активированный уголь, согласно изобретению материал окна выполнен из полимерной пленки с теплоотражающим покрытием на внешней его стороне, материал колпака выполнен с теплозащитным покрытием, причем уплотнительное устройство колпака выполнено в виде тесьмы с фиксатором и подвижно закреплено на внешней поверхности колпака, а дыхательное устройство выполнено в вице корпуса, имеющего загубник для дыхания и содержащего в себе фильтрующие элементы в виде чередующихся слоев активированного угля и гопкалита, причем торец корпуса закрыт противодымным фильтрующим элементом, а корпус дыхательного устройства защищен термостойким теплоотражающим материалом с воздухопроницаемым слоем, выполненным с внутренней стороны материала.

Теплозащитное покрытие материала колпака выполнено в виде двухстороннего теплоотражающего покрытия из металла. Защитный шлем снабжен клапаном вдоха Крепление дыхательного устройства к колпаку выполнено разъемным. Теплозащитное покрытие колпака включает гибкий теплоизолирующий слой на внутренней поверхности колпака.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в его предпочтительном воплощении; на фиг.2 – его поперечное сечение.

Устройство (защитный шлем) состоит из колпака 1, выполненного из термостойкого гибкого полимерного материала с теплозащитным покрытием; снабжено окном 2, которое выполнено из достаточно прозрачного, термостойкого гибкого полимерного материала с теплоотражающим покрытием, причем покрытие достаточно прозрачно (в видимой области) и расположено с внешней стороны. Окно 2 установлено на уровне глаз пользователя над соответствующим вырезом в колпаке 1 и имеет достаточный размер, чтобы обеспечить пользователю хороший обзор. Защитный шлем снабжен дыхательным устройством 4, состоящим из корпуса 14, расположенных в нем фильтрующих элементов 11 и 12 и загубника 13. Дыхательное устройство 4 расположено посередине колпака 2 с помощью крепления 16 так, чтобы загубник для дыхания 13 находился на уровне рта пользователя. Дыхательное устройство 4 защищено от теплового излучения и искр щитком 3 из термостойкого теплоотражающего материала с воздухопроницаемым слоем 10, выполненным с внутренней стороны щитка. Дыхательное устройство может быть дополнено клапаном выдоха 15.

Защитный шлем снабжен также устройством для уплотнения колпака в области шеи пользователя, включающее шнур 6, поддерживаемый на внешней поверхности колпака петлями 5, фиксатор 7 и кольцо 8.

Кроме того, колпак 1 может быть снабжен усилительным элементом 9, выполненным из термостойкого гибкого материала и расположенным по нижней кромке колпака. Колпак 1 может быть выполнен из термостойкого, гибкого полимерного материала с теплозащитным покрытием. Теплозащитное покрытие колпака включает теплоотражающее покрытие, нанесенное только с внешней стороны или с обеих сторон. При этом указанное покрытие отражает не менее 95% теплового излучения. Теплозащитное покрытие колпака может также включать гибкий теплоизолирующий слой 14 на внутренней поверхности колпака, например, из теплостойкого войлока. При этом теплоизолирующий слой может быть выполнен сплошным или из отдельных участков, размещенных на передней стенке колпака, в области лица пользователя.

Теплоотражающее покрытие на внешней стороне окна 2 отражает не менее 80% теплового излучения и пропускает не менее 50% видимого света. Указанное покрытие может быть снабжено защитным слоем из прозрачного материала, причем оптическая толщина защитного слоя может быть выбрана равной ¹/₄ длины волны, соответствующей максимуму восприятия глаза человека, для увеличения прозрачности покрытия.

В процессе хранения или неиспользования защитный шлем находится в герметичной упаковке, в сложенном состоянии. При этом колпак защитного шлема складывается вокруг дыхательного устройства. Защитный шлем в герметичной упаковке может быть дополнительно уложен в сумку соответствующего размера, носимую, например, на поясе человека (пожарного).

При необходимости использования защитного шлема герметичная упаковка вскрывается (например, разрывной тесьмой), колпак 1 надевается на голову пользователя так, чтобы окно 2 находилось на уровне глаз пользователя. Затем колпак уплотняется в области шеи пользователя. Для этого необходимо одной рукой вытянуть шнур 6 за кольцо 8, придерживая фиксатор 7 другой рукой.

В процессе эксплуатации защитного шлема (например, при эвакуации из зоны пожара), человек (пользователь) вдыхает воздух ртом через загубник 13, причем вдыхаемый воздух очищается, проходя через фильтрующие элементы 11 и 12 дыхательного устройства 4. При этом фильтрующий элемент 12 очищает воздух от пыли, аэрозольных частиц и дыма, элемент 11 очищает воздух от токсичных газов.

Вдыхаемый воздух сначала проходит в отверстие в центре щитка 3 и зазоры по углам щитка 3, через воздухопроницаемый слой 10 к дыхательному устройству 4. Благодаря наличию щитка дыхательное устройство 4 защищено от теплового излучения и искр. Благодаря наличию термостойкого воздухопроницаемого слоя 10 (на внутренней поверхности щитка 3) щиток не препятствует прохождению воздуха ко входу дыхательного устройства. Воздухопроницаемый слой 10 может быть выполнен из термостойкой гофрированной сетки или пористого термостойкого материала и расположен на срезе корпуса 17 дыхательного устройства 4 или закреплен на щитке 3,

Далее воздух проходит фильтрующий элемент 12, в результате чего очищается от пыли, дыма и аэрозольных частиц. Затем, проходя через фильтрующий элемент 11, состоящий из чередующихся слоев активированного угля и гопкалита, воздух очищается от токсичных газов, в том числе СО (угарного газа).

Благодаря наличию противодымного фильтрующего элемента 12 достигается более качественная очистка воздуха от токсичных газов фильтрующим элементом 11 и повышается срок эксплуатации дыхательного устройства, так как активные поверхности элемента 11 не засоряются аэрозольными частицами и дымом. Благодаря наличию гопкалита в фильтрующем элементе 11 воздух очищается от оксида углерода (угарного газа).

Выдох производится через нос, во внутренний объем колпака, причем выдыхаемый воздух создает избыточное давление внутри колпака, благодаря чему стенки колпака находятся на достаточном расстоянии от лица пользователя, не причиняя ожогов даже при высокой температуре внешней атмосферы. Для дополнительной защиты лица пользователя от соприкосновения с горячей стенкой колпака теплозащитное покрытие может включать гибкий теплоизолирующий слой 14 на внутренней поверхности колпака. Благодаря теплоизолирующему слою 14 может быть повышена допустимая температура или продолжительность работы в условиях высокой температуры внешней атмосферы. Для удаления избыточного воздуха на стенке колпака может быть предусмотрен клапан выдоха 15, срабатывающий с достаточным усилием. Клапан выдоха может быть также расположен в корпусе фильтра.

При необходимости пребывания в токсичной, задымленной атмосфере дольше времени эффективной работы дыхательного устройства 4, необходимо использовать запасной защитный шлем, либо – при наличии разъемного крепления 16 – заменить дыхательное устройство 4 запасным.

В процессе эксплуатации (например, при пожаре) защитный шлем обеспечивает защиту головы и глаз человека от воздействия горячего воздуха и дыма, теплового излучения, позволяет дышать очищенным воздухом в токсичной, задымленной атмосфере благодаря совокупности указанных признаков.

Ниже приведены примеры конструкции защитного шлема.

Пример 1. Колпак и щиток фильтрующего устройства выполнены в виде полиимидной пленки (термостойкой до 400°С). Теплозащитное покрытие выполнено с теплоотражающим покрытием из алюминия (с обеих сторон материала колпака), отражающим 96% теплового излучения. Окно выполнено из полиимидной пленки с теплоотражающим покрытием с внешней стороны, причем указанное покрытие пропускает 60% видимого света внутрь шлема и отражает 90% теплового излучения наружу. Фильтрующее устройство выполнено в виде корпуса, в котором расположены чередующиеся слои активированного угля и гопкалита и торец которого закрыт противодымным фильтрующим элементом из стеклобумаги. Фильтрующее устройство также снабжено загубником для дыхания.

Пример 2. Колпак и щиток фильтрующего устройства выполнены в виде полиимидной пленки (термостойкой до 400°С). Теплозащитное покрытие выполнено с теплоотражающим покрытием (аналогично примеру 1) и слоем негорючего термостойкого теплоизолирующего нетканого материала с внутренней стороны колпака, окно выполнено из полиимидной пленки с теплоотражающим покрытием с внешней стороны, причем указанное покрытие пропускает 60% видимого света внутрь шлема и отражает 90% теплового излучения наружу. Фильтрующее устройство выполнено в виде корпуса, в котором расположены чередующиеся слои активированного угля и гопкалита и торец которого закрыт противодымным фильтрующим элементом из стеклобумаги. Фильтрующее устройство также снабжено загубником для дыхания и клапаном выдоха.

Ведущими специалистами предприятий ВНИИПОМлесхоз и НПО ПМ совместно разработаны и изготовлены опытные образцы защитного шлема. Сотрудниками и высококвалифицированными пожарными – десантниками проведены натурные испытания опытных образцов в процессе тушения низовых и при нахождении в условиях верховых пожаров. Защитный шлем применяли в условиях сильной задымленности (видимость 6…20 м), при температуре воздуха в районе кромки пожара 80…100°С. Время непрерывного пребывания пожарных в защитном средстве – до 1,5 часов, суммарное – до 8,5 часов. Получены положительные отзывы всех пользователей. В отзывах указывается, что защитный шлем позволяет эффективно работать на кромке пожара, не затрудняет в работе, хорошо защищает от дыма и повышенной температуры.

Из известных авторам патентно-информационных источников не известна совокупность признаков, сходных с признаками заявляемого объекта.

Формула изобретения

1. Защитный шлем, содержащий колпак, свободно охватывающий голову и плотно облегающий в области шеи пользователя, благодаря уплотнительному устройству, выполненный из термостойкого гибкого материала, имеющий окно в области глаз пользователя, выполненное из термостойкого прозрачного гибкого материала, и дыхательное устройство, включающее фильтрующие элементы, содержащие активированный уголь, отличающийся тем, что материал окна выполнен из полимерной пленки с теплоотражающим покрытием на внешней его стороне, материал колпака выполнен с теплозащитным покрытием, причем уплотнительное устройство колпака выполнено в виде тесьмы с фиксатором и подвижно закреплено на внешней поверхности колпака, а дыхательное устройство выполнено в виде корпуса, имеющего загубник для дыхания, и содержащего в себе фильтрующие элементы в виде чередующихся слоев активированного угля и гопкалита, причем торец корпуса закрыт противодымным фильтрующим элементом, а корпус дыхательного устройства защищен термостойким теплоотражающим материалом с воздухопроницаемым слоем, выполненным с внутренней стороны материала.

2. Защитный шлем по п.1, отличающийся тем, что теплозащитное покрытие материала колпака выполнено в виде двухстороннего теплоотражающего покрытия из металла.

3. Защитный шлем по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабжен клапаном выдоха.

4. Защитный шлем по п.1, отличающийся тем, что крепление дыхательного устройства к колпаку выполнено разъемным.

5. Защитный шлем по п.1, отличающийся тем, что теплозащитное покрытие колпака включает гибкий теплоизолирующий слой на внутренней поверхности колпака.

РИСУНКИ