VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Основные месторождения полезных ископаемых в нашей стране расположены в районах с суровыми климатическими условиями, которые характеризуются низкими температурами воздуха и большой продолжительностью зимнего периода. Работа в таких регионах, как при открытой, так и подземной технологии освоения месторождений требует особого отношения к средствам индивидуальной защиты (СИЗ) органов дыхания. Вместе с защитой от промышленных аэрозолей они должны защищать и органы дыхания рабочего от переохлаждения, которое является усугубляющим фактором при развитии производственно-обусловленных простудных и профессиональных заболеваний[1,2,3]

Особое значение приобретает проблема обеспечения работников средствами индивидуальной защиты, которые бы выполняли две вышеперечисленные функции одновременно и при этом были эргономически удобны и адаптированы к специфике ведения горных работ в зимний период, когда температура воздуха достигает -50 ⁰С.

Для достижения поставленной цели был проведен патентный поиск, задачей которого было нахождение технических и технологических решений, которые можно использовать для обеспечения защиты органов дыхания при работе в зимних условиях.

Патентный поиск показал, что наиболее близкими к заявленной цели являются следующие изобретения.

Н.А. Котенковым, С.Н. Полторыхиным, Ю.В. Шуваловым и А.П. Веселовым был предложен респиратор-кондиционер (патент РФ №2329839) [4], который относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека для использования в условиях низких температур. Респиратор содержит полумаску с элементом крепления, установленные в корпус респиратора-кондиционера фильтр и теплообменник, выполненный в виде свернутой в спираль гофрированной металлической пластины. Теплообменник выполнен сменным и снабжен гигроскопической тканью, уложенной на гофрированную пластину. Корпус респиратора выполнен в виде телескопического соединения патрубков, а длину теплообменника выбирают в зависимости от температуры наружного воздуха. Обеспечивается повышение комфортности пребывания в условиях низких температур (до -50⁰С). Недостатками этого изобретения являются большие размеры, а так же нет данных по эксплуатации при тяжелых производственных нагрузках.

Ф.Е. Калуцкий, С.В. Давыдов и О.Ю. Калинин предложили маску для дыхания (патент РФ №2354424) [5]. Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты организма человека в целом и органов дыхания для создания условий комфорта при низких и пониженных температурах, а также для возврата теряемой с дыханием влаги с комплексной очисткой вдыхаемого воздуха и может использоваться в горнодобывающей, химической, строительной промышленности и т.п. Маска для дыхания содержит корпус с отверстием для дыхания через рот, выполненный из тонкого влагостойкого материала, и вкладыш. Вкладыш состоит из нескольких расположенных последовательно чередующихся функциональных слоев, образующих теплообменную поверхность в виде изогнутого наружу пакета толщиной от единиц до десятков миллиметров. Недостатком изобретения является не получения данных, как обеспечивает маска защиту от аэрозолей в тяжелых производственных условиях.

И.И. Минеев предложил прибор независимого теплового комфорта организма человека (патент №2342963) [6]. Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты организма человека в целом и органов дыхания в условиях теплового дискомфорта при низких и пониженных, повышенных и высоких температурах, а также для возврата теряемой с дыханием влаги с комплексной очисткой вдыхаемого воздуха от пыли, взвеси, пыльцы растений, бактерий, вирусов и газовых примесей при температуре окружающей среды от -64°С до +125°С и выше. Прибор независимого теплового комфорта организма человека имеет форму и размеры, повторяющие форму и соотношение размеров нижней части лица, и содержит секцию из имеющего на внутренней поверхности центральное отверстие для рабочего дыхания чехла из текстильного материала, не представляющего пневматического сопротивления потокам воздуха, в котором размещен вкладыш в виде внутренней секции из нескольких наложенных друг на друга перфорированных или сетчатых элементов. Сетчатые элементы пропитаны затвердевающим компаундом и образуют теплообменную поверхность в виде изогнутого наружу переменным радиусом пакета толщиной от единиц до десятков миллиметров. Радиус изгиба и площадь внешней поверхности элемента больше радиуса изгиба и площади ее внутренней поверхности. Прибор дополнительно содержит последовательно расположенные во вкладыше поверх внутренней секции и образующие с ней единый теплоблок среднюю самоувлажняющуюся секцию, которая выполнена из сетчатых элементов, и внешнюю секцию из нескольких наложенных друг на друга перфорированных или сетчатых элементов, пропитанных затвердевающим компаундом. Недостатком, так же как и в предыдущих изобретениях, является не исследованность при тяжелых нагрузках.

Джон Д. Стэлтер, Андрю Р. Фокс и Сийед А. Ангадживанд был предложен пресс-формованный однокомпонентный однослойный респиратор (патент РФ №2401143) [7]. Респиратор изготавливается из однокомпонентного однослойного нетканого полотна из непрерывных заряженных однокомпонентных спряденных из расплава частично кристаллических, частично аморфных ориентированных волокон одного и того же полимерного состава, которые скреплены между собой для образования связного и пригодного для обработки полотна, которое можно размягчить при сохранении прежней ориентации и структуры волокон. Респиратор представляет собой чашеобразную пористую однокомпонентную однослойную матрицу, в которой волокна скреплены между собой по меньшей мере в некоторых точках, где они пересекаются. Недостаток – в описании респиратора не приведено данных, при каких температурах, а так же при каких физических нагрузках возможно его использование.

Н.С. Шайхисламов, В.Н. Лобарев и Р.Г. Раупова предложили респиратор (патент №2233190) [8], использующийся для защиты органов дыхания человека от пыли, газа, дымов, паров, химических веществ. Респиратор содержит полумаску с носовым зажимом и средствами крепления на голове человека. Полумаска выполнена с карманом для размещения носового зажима, а шов, соединяющий две части заготовки полумаски, образован в ее подбородочной зоне и имеет плавно закругленный контур перехода в зону переносицы. Полумаска выполнена из прямоугольной заготовки, имеющей выступ в средней части одной из больших сторон, предназначенный для образования при его загибе указанного кармана. Данный респиратор отличается надежностью и удобством использования. Недостаток – не испытан по температурному диапазону и при большой физической нагрузке.

М.Г. Климов, И.П. Шеляпин, Е.Г. Гаркуша, Н.К. Куликов, И.Н Зарипов, В.В. Сырычко, С.П. Никитаев и А.Н. Кукуй предложили респиратор (патент №2284840) [9], который может быть использован для очистки воздуха рабочей зоны от паров и аэрозолей вредных веществ, а также может служить средством индивидуальной защиты при проведении работ, связанных с выделением вредных веществ в виде паров и аэрозолей, в бытовых условиях. Респиратор содержит воздухопроницаемую лицевую часть в виде фильтрующей полумаски складчатого типа, состоящую из расположенных последовательно по ходу воздуха лобового и замыкающего слоев эластичных фильтрующих материалов, эластичное оголовье и носовой зажим. Недостатком изобретения является то, что респиратор не испытан по температурному диапазону.

Анализ рассмотренных выше средств индивидуальных защиты показал, что надежных респираторов, которые обеспечивали комфортную, эргономически удобную и безопасную работу при низких температурах в тяжелых производственных условиях, не существует и разработка новых технических и технологических решений является актуальной задачей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дядькин Ю.Д. Основы горной теплофизики. - М: Недра, 1968.-256 с.

2. Шувалов Ю.В. Безопасность жизнедеятельности трудящихся в горнодобывающих регионах Севера. СПб.:МАНЭБ, 2006.-640 с.

3. Галкин А.Ф. Тепловой режим подземных сооружений Севера. - Новосибирск: ВО Наука, 2000.- 305 с.

4. Респиратор - кондиционер. - [электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:

http://www.findpatent.ru/patent/232/2329839.html (дата обращения 09.12.2014).

5. Маска для дыхания. - [электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.freepatent.ru/patents/2354424 (дата обращения 09.12.2014).

6. Прибор независимого теплового комфорта организма человека. - [электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:

http://www.freepatent.ru/patents/2342963 (дата обращения 09.12.2014).

7. Пресс-формованный однокомпонентный однослойный респиратор. - [электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:

http://www.freepatent.ru/patents/2401143 (дата обращения 09.12.2014).

8. Респиратор. - [электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:

http://www.freepatent.ru/patents/2233190 (дата обращения 09.12.2014).

9. Респиратор. Респиратор. - [электронный ресурс]. - Режим доступа: URL:

http://www.freepatent.ru/patents/2284840 (дата обращения 09.12.2014).

Код для цитирования: Скопировать