|
|
Поиск и анализ инновационных технических решений в области техносферной безопасности. Поиск и анализ инновационных технических решений в области техно. Наименование инновационного технического решения
Практическое задание 13
Поиск и анализ инновационных технических решений в области средств защиты от воздействия токсических химических веществ
Тема 3. Поиск описаний технических решений с использованием автоматизированных информационных систем
Цель: получить практические навыки поиска и анализа инновационных технических решений в области средств защиты от воздействия токсических химических веществ.
Алгоритм выполнения
1. Изучить алгоритм поиска и анализа инновационных технических решений в области охраны труда.
2. Ознакомиться с теоретической частью электронного учебника.
3. Оформить результаты в виде таблицы.
Бланк выполнения задания 13
Форма для выполнения задания
№ п/п
|
Наименование инновационного технического решения
|
Описание документа источника
|
Сведения об авторах и организации
|
Описание сущности инновационного решения
|
Результаты анализа достоинств и недостатков
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
| Образец выполнения задания 13
№ п/п
|
Наименование инновационного технического решения
|
Описание документа источника
|
Сведения об авторах и организации
|
Описание сущности инновационного решения
|
Результаты анализа достоинств и недостатков
|
1
|
Легкий защитный костюм спасателя, действующего в условиях сильнодействующих ядовитых веществ
|
Патент РФ
№ 2503916
(опубликован
10.01.2014)
|
Авторы:
Аюбов Э.Н. (RU), Прищепов Д.З. (RU), Кочетов О.С. (RU), Жданенко И.В. (RU), Пашков А.А. (RU), Тараканов А.Ю. (RU)
Патентообладатель:
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России» (федеральный центр науки и высоких технологий) (RU)
|
Технически достижимый результат – повышение эффективности защиты спасателя от сильнодействующих довитых веществ (СДЯВ).
Эффект достигается использованием легкого защитного костюма спасателя с защитным жилетом от электромагнитного излучения. Костюм состоит из брюк с защитными чулками, рубахи с капюшоном, двупалых перчаток и подшлемника. Брюки сшиты вместе с чулками, заканчивающимися резиновой осоюзкой с ботами, к которым пришиты тесемки для крепления к ногам, при этом в верхней части брюк имеются плечевые лямки и полукольца. Рубаха совмещена с капюшоном, причем сзади к ее нижнему обрезу пришит промежуточный хлястик, который пропускается между ног и застегивается на пуговицу в нижней части рубахи спереди, а рукава заканчиваются петлями, которые надеваются на большой палец после надевания перчаток, на рукавах рубахи имеются манжеты, облегающие запястья. Капюшон фиксируется на шее лентой и пластмассовым шпеньком. Низ рубахи стянут эластичной лентой и снабжен паховым ремнем, а брюки удерживаются с помощью двух лямок и пряжек из полуколец и фиксируются внизу хлястиками. Дополнительно предусмотрен защитный жилет от электромагнитного излучения, состоящий из тканевой подкладки, соединенной с защитной оболочкой. В тканевой подкладке закреплены упругие каркасные стойки посредством фиксаторов на поясном ремне, а защитная оболочка крепится на упругих каркасных стойках. Защитная оболочка выполнена трехслойной, причем первый слой, обращенный в окружающую оператора среду, обработан пенной полифункциональной композицией для дегазации, дезинфекции, дезинсекции, дезактивации и экранирования поверхностей, объемов и объектов от опасных агентов и веществ пеной. Жидкая фаза пены представляет собой раствор клатрата дидецилдиметиламмоний галогенида с карбамидом в качестве действующего вещества в количестве от 0,1 до 5 % по массе, а в качестве клатрата дидецилдиметиламмоний галогенида с карбамидом используется клатрат дидецилдиметиламмоний хлорида с карбамидом и/или клатрат дидецилдиметиламмоний бромида с карбамидом
|
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является легкий защитный костюм Л-1 фирмы ООО «Рабосервис+», предназначенный для защиты от радиоактивной пыли, химического и бактериологического воздействия на человека. Костюм Л-1 является специальной защитной одеждой и используется на местности, зараженной отравляющими веществами и аварийными химически опасными веществами. Он предназначен для защиты кожи, одежды и обуви от длительного действия отравляющих и токсических веществ, токсичной пыли, для защиты от растворов кислот, воды, щелочей, морской соли, лаков, красок, масел, жиров и нефтепродуктов, защиты от вредных биологических факторов при выполнении дегазационных, дезактивационных и дезинфекционных работ. Костюм изготавливается из прорезиненной ткани Т-15 и состоит из брюк с защитными чулками, рубахи с капюшоном, двупалых перчаток и подшлемника. Брюки сшиты вместе с чулками, заканчивающимися резиновой осоюзкой, а к ним пришиты тесемки для крепления к ногам. Подбор костюмов Л-1 проводят по росту: первый размер – для людей ростом до 165 см, второй – от 166 до 172 см, третий – 173 см и выше. Размеры костюма Л-1 указываются на передней стороне рубах и внизу. Масса около 3 кг (прототип).
Недостатком известной конструкции одежды спасателей является сравнительно невысокая степень защиты от сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ)
|
2
|
Противогаз
|
Патент РФ
№ 2301094
(опубликован
20.06.2007)
|
Авторы:
Ричардсон Грант Стюарт (GB), Роубэзэм Алекс Скотт (GB), Уилльямс Грэхэм Хауэлл (GB)
Патентообладатель:
Государственный секретарь по обороне Великобритании (GB)
|
В первом аспекте настоящего изобретения представлен противогаз, включающий лицевую часть противогаза, первое средство герметизации для образования уплотнения на лице пользователя таким образом, чтобы определить первую полость между первым средством герметизации, лицевой частью противогаза и областью лица пользователя, включающей глаза, рот и нос; второе средство герметизации, пригодное для формирования уплотнения на лице пользователя таким образом, чтобы определить вторую полость, при этом вторая полость формируется между частью лица пользователя, вторым средством герметизации, первым средством герметизации и дополнительно лицевой частью противогаза; воздухозаборник противогаза для осуществления вдыхания воздуха в первую полость; воздуховыпускное отверстие противогаза для выведения воздуха после выдоха из первой полости, а также средство подачи воздуха под давлением, пригодное для подачи воздуха под давлением во вторую полость, при этом при нормальной работе воздух вдыхается и выдыхается исключительно через первую полость, и поэтому практически не существует разницы давления между окружающей атмосферой и второй полостью, что позволяет окружающему воздуху поступать во вторую полость.
При использовании противогаз обеспечивает положительное давление в полости между дыхательной полостью и окружающей атмосферой таким образом: если второе средство герметизации выходит из строя, тогда положительное давление в наружной полости вытесняет воздух из точки неисправности уплотнения, тем самым снижая вероятность поступления заражающего вещества в противогаз.
Первое и второе средство герметизации может включать дискретные компоненты, которые отделены друг от друга. Однако предпочтительно, чтобы они имели общую часть.
Следовательно, во втором аспекте настоящего изобретения представлен уплотнительный элемент для противогаза, при этом уплотнительный элемент включает первую и вторую части, каждая из которых содержит практически деформируемый материал и каждая из которых имеет соответствующую уплотнительную поверхность для контакта с лицом пользователя, а первая и вторая части взаимно соединены третьей частью, пригодной для подсоединения к поверхности противогаза, при этом уплотнительный элемент далее включает входное отверстие для газа для того, чтобы при использовании происходила подача газа под давлением в полость, и отличающееся тем, что первая и вторая части имеют такую форму, чтобы при использовании применение положительного давления в полости не вызывало прорыва уплотнения.
Средство герметизации или уплотнительный элемент могут адаптироваться для увеличения герметичности контакта под воздействием подачи давления воздуха. Например, первое и/или второе средство герметизации или части могут включать уплотнение для реверсирования обратного потока. В частности, первое и/или второе уплотнительное средство или части могут иметь форму буквы J или U в сечении.
Альтернативно (или дополнительно) первое и/или второе средство герметизации или части могут быть связаны с соответствующим эластичным баллоном (или могут содержать его), надуваемым при подаче давления воздуха, что приводит к контакту поверхности уплотнения с лицом. Подразумевается, что эластичный баллон будет примыкать или входить в неконтактирующую поверхность средства герметизации.
В самом предпочтительном примере осуществления изобретения второе средство герметизации или часть включает эластичный баллон или связано с эластичным баллоном.
Следует понимать, что уплотнительный элемент по второму аспекту может использоваться с противогазом по первому аспекту настоящего изобретения.
Предпочтительно, чтобы противогаз также включал по крайней мере один окуляр и средство для направления вдыхаемого воздуха над по крайней мере одним окуляром. Вдыхаемый воздух помогает устранить затуманенность окуляра и/или предотвратить появление затуманенности. Средство для направления вдыхаемого воздуха над вышеупомянутым одним окуляром может дополнительно иметь возможность направлять некоторую часть вдыхаемого воздуха непосредственно в ротоносовую область пользователя. Одно подобное средство включает дефлектор.
Противогаз может далее включать средство отвода выдыхаемого воздуха, способное предотвратить вступление выдыхаемого воздуха в контакт с вышеупомянутым окуляром. Выдыхаемый воздух является теплым и, если этому не препятствовать, он имеет тенденцию подниматься над окуляром, если голова пользователя находится в выпрямленном состоянии. Выдыхаемый воздух может содержать избыток влаги и может привести к затуманиванию окуляра. Поэтому средство отвода выдыхаемого воздуха имеет существенную роль для пользователя.
Средство отвода выдыхаемого воздуха может включать третье уплотнительное средство, которое при использовании вступает в контакт с лицом пользователя, так что образуются окулярная и ротоносовая полости, при этом третье уплотнительное средство снабжено средством, дающим возможность прохождения потока газа из ротоносовой полости в окулярную полость. Средство, дающее возможность прохода потока газа из ротоносовой полости в окулярную полость, может принимать форму диффузора и/или просто проходов к третьему уплотнительному средству. Третье уплотнительное средство должно быть устроено таким образом, чтобы допускать поток воздуха из окулярной полости в ротоносовую полость.
Следует понимать, что первый и второй воздухозаборники могут совместно использовать общие средства подсоединения фильтра и фильтр.
Соответственно, в третьем аспекте настоящее изобретение представляет противогаз, содержащий первое средство герметизации, пригодное для формирования уплотнения на лице пользователя таким образом, чтобы образовать первую полость, при этом первая полость содержит ротоносовую область пользователя; второе средство герметизации, приемлемое для формирования уплотнения на лице пользователя, так, чтобы образовать вторую полость; средство подачи воздуха под давлением, имеющее газовую связь с первым воздухозаборником и способное при использовании обеспечить газ на вторую полость, тем самым образуя первый газовый проход; второе отверстие для входа газа, которое при использовании находится в газовой связи с первой полостью, тем самым образуя второй газовый проход, при этом первое и второе отверстия для воздуха расположены в общем средстве соединения фильтра, отличающемся тем, что средство соединения фильтра может быть подсоединено к приемлемо адаптированному фильтру таким образом, чтобы при использовании первый и второй газовый проходы были бы взаимно изолированы так, чтобы дыхание пользователя не могло бы значительно влиять на давление в первом газовом проходе.
Данная компоновка обеспечивает поступление чистого вдыхаемого воздуха и чистого воздуха с помощью средства подачи воздуха под давлением через одно соединение противогаза, не увеличивая работу, выполняемую средством подачи давления воздуха.
В противогазах со сдвоенной полостью по предшествующему уровню техники первое средство герметизации служит для генерации первой полости, которая содержит ротоносовую область пользователя, в то время как средство герметизации используется для определения второй полости, обычно являющейся пространством между первым герметизирующим средством, вторым герметизирующим средством, лицом пользователя и основным корпусом противогаза. Средство подачи воздуха под давлением, подобное сильфону или электрическому насосу, используется для обеспечения второй полости воздухом под давлением. Это поддерживает положительное давление по отношению к окружающей атмосфере и в случае выхода из строя второго герметизирующего средства воздух из внутренней части второй полости вытесняется в окружающую атмосферу, снижая вероятность проникновения загрязненной окружающей атмосферы. Средство подачи воздуха под давлением было скомпоновано таким образом, чтобы привлекать воздух из чистого воздуха, который должен вдыхаться в первую полость, как показано в WO 02/11816.
Эта простая система по предшествующему уровню техники имеет тот недостаток, что при вдыхании падает давление внутри первой полости. Средство подачи воздуха под давлением является насосом с постоянным объемом, которое пытается поддерживать постоянный поток воздуха через насос. Падение давления внутри первой полости вызывает падение давления воздуха на воздухозаборнике насоса, тем самым вызывая увеличение скорости работы насоса для того, чтобы попытаться поддержать постоянный поток воздуха во второй полости. Это снижает срок службы аккумулятора насоса. Были сделаны попытки решения проблемы противогаза по предшествующему уровню техники. Например, насос был скомпонован таким образом, чтобы он функционировал только при выдыхании пользователем. Однако это не обеспечивало достаточного давления во второй полости во время всего цикла дыхания пользователя. В альтернативной попытке решить проблему предшествующего уровня техники вход в насос был устроен таким образом, чтобы иметь отдельный забор воздуха и фильтр, отделенный от траектории воздуха вдыхания. Насос был снабжен своим собственным фильтром. Хотя это и удовлетворительно в некоторых отношениях, этот пример осуществления изобретения требовал два отдельных фильтра и не обеспечивал удовлетворительного решения проблемы, связанной с предшествующим уровнем техники.
В четвертом аспекте настоящего изобретения также предусматривается фильтр для противогаза, при этом фильтр включает вход для забора газа, который предстоит отфильтровать; при этом вход имеет газовую связь с множеством взаимно дискретных фильтрационных зон, а каждая фильтрационная зона включает фильтрационное вещество, способное удалить нежелательные виды из газа, который предстоит фильтровать, отличающаяся тем, что каждая фильтрационная зона имеет газовую связь с выходом, при этом каждый выход имеет газовую связь только с одной фильтрационной зоной, при этом выходы расположены в общем соединительном средстве противогаза.
Предпочтительно, чтобы первая фильтрационная зона имела круговое сечение, а вторая фильтрационная зона – кольцевое сечение, при этом первая фильтрационная зона удобно сочетается со второй.
Предпочтительно, чтобы третий и четвертый аспекты использовались с первым и вторым аспектами настоящего изобретения.
В любом случае средство подачи воздуха под давлением может приводиться в действие электрически. Например, при предпочтительном осуществлении изобретения соединительное средство фильтра включает средство блокировки для безопасности, чтобы подача воздуха под давлением не приводилась в действие, если нет приемлемо адаптированного фильтра.
Предпочтительно, чтобы средство безопасной блокировки включало электрическую конструкцию. Таким образом может быть обеспечен один или более электрических контактов на соединительном средстве фильтра для электрической связи со средством подачи воздуха под давлением. Фильтр может также включать один или более электрический контакт, пригодный для электрической связи с контактами соединительного средства фильтра, чтобы образовать полную электрическую схему, тем самым позволяя подачу воздуха под давлением на противогаз.
При отсутствии фильтра средство подачи воздуха под давлением остается в режиме открытой цепи и, таким образом, средство подачи воздуха под давлением не может работать. Это также предотвращает работу средства подачи воздуха под давлением, когда на противогаз установлен неправильный фильтр. Блокировка безопасности может альтернативно и дополнительно быть механической.
Противогаз по данному изобретению может с пользой включать усовершенствованный клапанный блок, который предлагает превосходящую защиту по сравнению с клапанами противогазов предшествующего уровня техники. В усовершенствованном клапанном блоке используется предложение WO 02/11816 о том, что очистка потока воздуха вокруг основания клапанного блока может снизить вероятность проникновения загрязненного и/или выдыхаемого воздуха.
Следовательно, в пятом аспекте настоящее изобретение предусматривает клапанный блок, включающий корпус клапана, имеющий выход клапанного блока и вход клапанного блока, и клапанную полость между ними, клапанный механизм для обеспечения газового потока через вход клапанного блока в клапанную полость и на выход клапанного блока, средство непрерывной очистки с отверстием, подсоединяемым к средству подачи воздуха под давлением, средство для выхода воздуха, расположенное в пространстве клапанной полости относительно клапанного механизма, средство выхода очистки, которое при подсоединении и активации приемлемого средства подачи воздуха под давлением, вызывает выход воздуха через выход средства очистки и его ниспадание на средство отвода воздуха таким образом, чтобы над клапанным механизмом мог бы фактически обеспечиваться воздушный занавес.
Клапанный блок в данном аспекте настоящего изобретения включает концепцию предшествующего уровня техники путем включения средства выхода очистки, подсоединяемого к средству подачи воздуха под давлением и средству отвода воздуха, обеспечивая занавес или воздух над клапанным механизмом. Средство отвода воздуха предотвращает смешивание воздуха в непосредственной близости от клапанного механизма, вызывающее потенциально опасный турбулентный поток.
Во избежание сомнений данным заявляется, что средство подачи воздуха под давлением не является частью клапанного блока; выход очистки просто соединяется со средством подачи воздуха под давлением. При дальнейшем использовании термин «воздушный занавес» здесь означает практически однонаправленный поток в любой заданной точке в траектории потока на период времени функционирования средства подачи воздуха под давлением.
Предпочтительное расположение выхода очистки – вдали от клапанного механизма таким образом, что при использовании давление, испытываемое в полости клапана в непосредственной близости от клапанного механизма, не вызывает допуск потока воздуха из клапанной полости через вход клапана во внутреннюю часть противогаза клапанным механизмом.
Внутренняя часть корпуса клапана предпочтительно снабжается цилиндрическим каналом, при этом вход клапанного блока расположен у или около конца канала. Вместе с цилиндрическим каналом средство выхода очистки удобно включает кольцевой выход вокруг окружности канала. Если средство выхода очистки имеет кольцевую форму, то тогда также предпочтительно, чтобы средство отвода воздуха включало полый или литой цилиндр.
Выход очистки может быть в газовой связи с патрубком. Предпочтительно патрубок должен иметь достаточно большой объем, чтобы помогать в поддержании воздушного занавеса над клапанным механизмом.
Клапанный блок может быть обеспечен множеством выходных каналов, при этом каждый выходной канал обеспечивает траекторию медленного выхода к выходу клапанного блока. Сечение газового пути, определяемого каждым каналом, уменьшается ближе к выходу клапанного блока. Это вызывает ускорение вывода газа из выхода. Предпочтительно, чтобы клапанный блок включал лопатки антизавихрителя, снижающие циклонное движение любого воздуха, который может проникнуть в клапанный блок. Лопатки антизавихрителя предпочтительно выступают достаточно сильно из средства отвода воздуха
|
Противогазы были впервые разработаны в ответ на использование химических боевых отравляющих веществ (БОВ) в Первой мировой войне. Почти все противогазы имеют несколько общих черт, в частности уплотнение, пригодное для образования уплотнения вокруг лица, тем самым создавая полость, в которую воздух вдыхается через фильтр, который удаляет отравляющие вещества из вдыхаемого воздуха. Уплотнение предотвращает поступление окружающего, потенциально загрязненного воздуха в полость и, следовательно, в легкие лица, надевшего противогаз. Воздух втягивается в полость либо отрицательным давлением, вызываемым дыханием лица, работающего в противогазе, либо путем использования положительного давления, создаваемого, например, насосом. Противогазы также обычно включают некое приспособление для защиты глаз.
В патенте США № 4574799 и патенте Великобритании № 1587812 описан противогаз, включающий как ротоносовую маску, так и наружную маску для герметизации лица, отличающуюся тем, что при использовании ротоносовая маска образует уплотнение вокруг ротоносовой области лица пользователя противогаза и определяет полость между собой и наружной маской таким образом, что практически не образуется разницы давления между окружающей атмосферой и полостью между ротоносовой маской и наружной маской, что позволило бы привлечь наружный воздух в полость, сформированную между уплотнением наружной маски и лицом, и позволяет компенсировать падение давления во время дыхания, которое могло бы привести к поступлению нежелательного вещества через нарушенное уплотнение.
В WO 02/11816 раскрывается противогаз с двойной полостью, подобный описанному в патенте США № 4574799 и патенте Великобритании № 1587812. Противогаз по WO 02/11816 также включает окулярную маску, имеющую газовую связь с ротоносовой маской. Окулярная маска защищает глаза от потенциального повреждения в случае, если загрязненный воздух проникнет в полость между наружной маской и ротоносовой маской. Однако с подобным противогазом возникало несколько проблем. Трудно вместить уплотнения окулярной и ротоносовой маски в относительно небольшой зоне, определенной размером лица человека, надевшего противогаз, и поэтому конструкция противогаза относительно сложная и дорогая. Также трудно разработать уплотнение на окулярной маске, которое подходило бы всем пользователям, из-за большого разнообразия форм головы и лица
|
3
|
Фильтрующая система, включающая структурированные оптические датчики аналитов и оптические считывающие устройства
|
Патент РФ
№ 2513773
(опубликован
20.04.2014)
|
Авторы:
Дваер Гари Е. (CA), Холмквист-Браун Томас В. (US), Канукуртхи Киран С. (US), Раков Нил А. (US)
Патентообладатель:
3М Innovative Properties Company (US)
|
В одном из воплощений настоящего изобретения предлагается фильтрующая система, включающая корпус, фильтрующую среду, расположенную внутри корпуса, оптический датчик аналитов и оптическое считывающее устройство. Оптический датчик аналитов имеет первую область, проявляющую первую реакцию на наблюдаемый аналит, и вторую область, проявляющую вторую реакцию на наблюдаемый аналит, отличную от первой реакции. Оптический датчик аналитов включает детектирующую среду и расположен внутри корпуса таким образом, что детектирующая среда связана по текучей среде с фильтрующей средой. Оптическое считывающее устройство включает по меньшей мере один источник света и один детектор.
В некоторых воплощениях оптическое считывающее устройство включает первый узел и второй узел, каждый из которых включает по меньшей мере один источник света и один детектор. Оптическое считывающее устройство может быть прикреплено к корпусу таким образом, что по меньшей мере часть света, испущенного упомянутым по меньшей мере одним источником света первого узла, отражается от первой области оптического датчика аналита и принимается упомянутым по меньшей мере одним детектором первого узла, и по меньшей мере часть света, испущенного упомянутым источником света второго узла, отражается от второй области оптического датчика аналитов и принимается упомянутым детектором второго узла. По меньшей мере один из узлов: первый узел и/или второй узел может включать первый блок, содержащий первый источник света и первый детектор, и второй блок, содержащий второй источник света и второй детектор.
В других воплощениях по меньшей мере часть света, испущенного по меньшей мере одним источником света, отражается от первой области оптического датчика аналитов и фиксируется по меньшей мере одним детектором. Кроме того, по меньшей мере часть света, испущенного по меньшей мере одним источником света, отражается от второй области оптического датчика аналитов и фиксируется по меньшей мере одним детектором.
|
Фильтрующие системы обычно используются в среде, в которой присутствуют пары и прочие опасные переносимые воздухом вещества. Примеры фильтрующих систем включают системы коллективной защиты, персональные респираторы одноразового пользования, персональные респираторы многоразового пользования, респираторы для очистки воздуха с электроприводом, костюмы для работы в опасной атмосфере и прочие устройства защиты.
Предложены различные химические, оптические и электронные индикаторы для предупреждения пользователей средств защиты о присутствии во вдыхаемом воздухе нежелательных веществ. Так, например, индикатор окончания срока службы может предупреждать о том, что фильтрующий элемент такого устройства близок к насыщению или неэффективен по отношению к определенному веществу.
Обнаружение определяемых при анализе веществ (аналитов), особенно органических химических веществ, является важным компонентом во многих приложениях, например при мониторинге состояния окружающей среды и в подобных приложениях. Для обнаружения химических аналитов разработаны различные устройства, в том числе оптические, гравиметрические, микроэлектронные, механические и колориметрические
|
|
|
|
Скачать 280 Kb.