Способ и средство индивидуальной защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к способу индивидуальной защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов и средству индивидуальной защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов. Способ включает всасывание воздуха из окружающей атмосферы и последующую его обработку в каналах воздушного тракта перед подачей в подмасочное пространство к защищаемым частям головы. Обработка заключается в фильтрации, последующем повышении давления, дальнейшем обеззараживании ультрафиолетовыми лучами в диапазоне длин волн 220–300 нм и тепловлажностной обработке воздуха. В процессе обработки воздуха осуществляют контроль и регулирование параметров процессов обработки воздуха. Перед тепловлажностной обработкой воздуха его поток разделяют на две части, одну из которых направляют в подмасочное пространство, а другую – на рециркуляцию за счет подмешивания к потоку между фильтрацией и повышением давления. Средство индивидуальной защиты включает шлем из прозрачного материала, соединенный с ним гибким шлангом отдельный блок подготовки воздуха. Средство имеет систему управления и блок электропитания. Гибкий шланг заходит в шлем в задней части. В блоке подготовки воздуха расположен основной воздушный канал, в котором последовательно размещены система фильтрации со сменными фильтрами, вентилятор с электродвигателем постоянного тока и камера обеззараживания воздуха с ультрафиолетовым источником излучения в диапазоне длин волн 220–300 нм. Стенки камеры выполнены из материала, отражающего излучения в указанном диапазоне длин волн. Блок подготовки воздуха включает датчики температуры, установленные на входе в камеру обеззараживания и на выходе из блока подготовки воздуха. Система управления включает запрограммированный электронный блок, предназначенный для контроля работы всего устройства. Блок подготовки воздуха оснащен возвратным каналом, обеспечивающим движение воздуха от камеры обеззараживания до участка основного канала между системой фильтрации и вентилятором. Техническим результатом является повышение времени безотказной работы как в части защиты от патогенных микроорганизмов, так и в части поддержания длительного времени работоспособности пользователя. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к способу и средству индивидуальной защиты органов дыхания, глаз, кожного и волосяного покрова головы людей от вирусных и бактериальных инфекций, передающихся воздушно-капельным и контактным путем.

Известны средства индивидуальной защиты (далее – «СИЗ») преимущественно в виде масок с использованием как фильтрации воздуха, так и обеззараживания ультрафиолетовыми лучами. Известно СИЗ в виде маски, закрепляемой на голове и защищающей органы дыхания и зрения, с присоединенной к передней части маски напротив носа бактерицидной камерой (Защитная медицинская маска: патент RU173502 на полезную модель, Российская Федерация, заявка RU2017109633, заявл. 22.03.2017, опубл. 29.08.2017). Бактерицидная камера снабжена входным фильтром и источником ультрафиолетового излучения (далее – «УФИ»), расположенным внутри камеры и соединенным с блоком электропитания. Источник УФИ выполнен в виде малогабаритной амальгамной лампы. Внутренняя поверхность бактерицидной камеры выполнена из материала, отражающего УФИ.

Недостатком данного СИЗ является ограничение поля зрения и движения головы из-за выступающей перед маской бактерицидной камеры. Также к недостаткам данного устройства можно отнести необходимость преодолевать сопротивление фильтров бактерицидной камеры напором дыхания, что при длительном использовании приводит к дискомфорту и снижению эффективности фильтрации.

Также известно СИЗ, у которого бактерицидная камера может быть не только закреплена на маске, но и смонтирована в отдельном блоке, соединенном с маской гибким шлангом (Средство индивидуальной защиты от вирусной инфекции: патент RU2404816 на изобретение, Российская Федерация, заявка RU2009136159, заявл. 29.09.2009, опубл. 2010.11.27). Бактерицидная камера данного устройства содержит входной слой фильтра и особым образом установленные светодиоды, спектр излучения которых губителен для вируса.

Недостатком данного устройства является необходимость преодолевать сопротивления фильтров бактерицидной камеры напором дыхания, что при длительном использовании приводит к дискомфорту и снижению эффективности фильтрации. При этом в варианте реализации вышеприведенного изобретения, включающем расположение бактерицидной камеры в отдельном блоке с соединением их посредством гибкого шланга, появляется дополнительный недостаток: дополнительные помехи для пользователя из-за шланга, частично закрывающего обзор.

Также известно СИЗ (Дыхательное устройство, маска индивидуальная защитная (варианты), портативное устройство обработки воздуха: патент RU2644097 на изобретение, Российская Федерация, заявка RU2016138382, заявл. 28.09.2016, опубл. 07.02.2018), СИЗ, у которого отдельный блок бактерицидной камеры снабжен вентилятором с возможностью подачи в маску пригодного для дыхания воздуха в объеме, компенсирующем фазу вдоха. Введением вентилятора в СИЗ устранены недостатки СИЗ по патентам RU2404816 и RU173502 в части дыхательного дискомфорта при длительном использовании СИЗ. Благодаря принудительной подаче воздуха и созданию повышенного давления в подмасочном пространстве, воздух из окружающей среды не попадает в органы дыхания, а постоянное движение воздуха предотвращает запотевание прозрачного материала маски. Вместе с тем, в документе RU2644097 подчеркивается, что принудительная подача воздуха, пригодного для дыхания, предусмотрена в объеме, компенсирующем фазу вдоха. Подобное ограничение может иметь отрицательные последствия как для создания повышенного давления в подмасочном пространстве, так и в формировании постоянного движения воздуха под маской. Также в указанном техническом решении преодолен недостаток, связанный с ограничением степеней свободы движения головы в процессе работы врача. В устройстве по второму варианту реализации изобретения воздуховод от блока подготовки подводится к маске с задней части головы.

Недостатком данного технического решения является отказ от прямого обеззараживания воздуха УФИ в пользу УФИ для активации фотокаталитического фильтра, требующего большей тщательности контроля и регулярной замены.

В бактерицидных камерах СИЗ по патентам RU173502, RU2404816 и RU2644097 используется УФИ. Наиболее эффективным губительным действием обладает излучение с длинами волн 240-270 нм, причем максимум эффективности приходится на диапазон 250-265 нм, где находятся пики полос ДНК и РНК микроорганизмов. В качестве источников УФИ, в общем случае, применяются ртутные лампы низкого и среднего давления, амальгамные лампы. Особенностью этих источников является достаточно узкий диапазон температурных условий работы в режиме наибольшей эффективности. Так, интенсивность бактерицидного излучения ртутной лампы низкого давления, обдуваемой воздухом с температурой 20°С и со скоростью 3 – 4 м/с, снижается в 5 раз из-за понижения температуры лампы (см. например, статью В.В.Якименко «Применение устройств обеззараживания воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха» - журнал «АВОК» № 8, 2016). Поэтому для таких ламп необходимы специальные мероприятия по их термостабилизации. Оптимальная рабочая температура ртутных ламп около 40°С, у амальгамных ламп около 80°С - см. например, «Лампа для ультрафиолетового стерилизатора» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://aquavitro.org/2013/02/27/kakie-uf-lampy-luchshe-vsego-podxodyat-dlya-dezinfekcii-vody/ (дата обращения 22.05.2020). Поскольку при эксплуатации ламп значительная доля электрической энергии превращается в теплоту, то требование термостабилизации означает достижение такого баланса между тепловыделением лампы и радиационной и конвективной теплоотдачей при обдуве лампы потоком воздуха, который обеспечивает стабильное поддержание рекомендованной температуры лампы.

Светодиоды не имеют оптимальной рабочей температуры. Чем выше температура светодиода, тем короче срок его службы и тем ниже относительный поток излучения. Поэтому наилучшие условия работы светодиодов – температура окружающей среды. Специалисты определяют допустимый уровень повышения температуры светодиодов величиной 80-100°С.

Общим недостатком СИЗ по патентам RU173502, RU2404816 и RU2644097 является отсутствие контроля температуры воздуха в камерах обеззараживания и направленной термостабилизации источников УФИ, включающей, при необходимости, как нагревание, так и охлаждение воздуха на входе в камеру. С другой стороны, только лишь передача тепла ламп потоку воздуха может повысить его температуру (и понизить относительную влажность) до уровня, непригодного для дыхания. Направленная термостабилизация может потребовать дополнительного подогрева воздуха перед подачей его в камеру обеззараживания. В этом плане недостатком СИЗ по патентам RU173502 RU2404816 и RU2644097 является отсутствие контроля температуры воздуха, подаваемого для дыхания, и его тепло-влажностной обработки.

Еще один общий недостаток СИЗ по патентам RU173502, RU2404816 и RU2644097 в части использования УФИ для подавления вируса состоит в однократном прохождении воздуха через участок облучения. Вынуждено ограниченные габариты устройства при однократном прохождении участка облучения могут не довести обеззараживание воздуха до степени 99,9%.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является СИЗ по патенту RU2644097, состоящее из маски индивидуальной защитной, включающей в себя выполненный из прозрачного материала щиток, защищающий органы зрения и дыхания пользователя, и отдельного портативного устройства для обработки и подачи воздуха, соединенных друг с другом посредством гибкого воздуховода, из которого воздух переходит во внутренний канал маски, расположенный на ее внутренней лицевой стороне либо в верхней части, либо - в нижней. Согласно изобретению, маска выполнена с возможностью подачи в нее пригодного (улучшенного по своим составу и свойствам) воздуха для дыхания в объеме, компенсирующем фазу вдоха. Портативное устройство обработки воздуха состоит из корпуса с крышкой, выполненной в виде сменного картриджа. В корпусе портативного устройства установлен компактный аккумулятор и питающееся от него средство для принудительной подачи воздуха (вентилятор). Давление и расход воздуха варьируется изменением частоты вращения вентилятора. Средства УФИ (ультрафиолетовые светодиоды) установлены только для облучения фотокаталитических фильтров. Кроме того, в портативном устройстве размещен электронный блок изменения физических параметров поступающего извне воздуха. Внутри сменного картриджа расположены шесть типов фильтрующих средств, включая фотокаталитический фильтр с облучением УФИ, а также средства физической и химической обработки, в частности, ароматического изменения поступающего извне воздуха. Кроме того, в картридж может быть вставлено средство для увеличения влажности воздуха, например, микропористая воздухопроницаемая ткань, смоченная водой, с хорошей капиллярной проницаемостью. Уменьшение влажности воздуха может быть осуществлено за счет, например, устройства с влагопоглощающими веществами (силикагель, некоторые безводные соли). Охлаждение воздуха может осуществляться посредством термоэлектрического модуля, нагревательная часть которого сообщена с внешней средой (место расположения модуля не конкретизировано). Как внутри основного корпуса, так и в воздуховоде конструкции возможна установка нагревательных элементов. На корпусе портативного устройства установлены магниты, индикатор заряда и разряда аккумулятора, а также блок управления электроникой.

Средство-прототип обладает следующими недостатками:

– избыточность и повышение стоимости фильтрующего комплекта для воздуха медицинских учреждений (очистка от частиц размером от 3 мкм до молекул);

– отказ от прямого обеззараживания воздуха УФИ в пользу УФИ для активации фотокаталитического фильтра, требующего большей тщательности контроля и регулярной замены;

– невозможность непрерывного длительного использования СИЗ без многократной замены средства для увеличения влажности воздуха в составе картриджа (например, микропористой воздухопроницаемой ткани, смоченной водой, с хорошей капиллярной проницаемостью);

– энергозатратность использования для охлаждения воздуха термоэлектрического модуля, нагревательная часть которого сообщена с окружающей средой.

Также с учетом описания по патенту RU2644097 можно сформулировать основные признаки прототипа способа, положенного в основу устройства СИЗ. Указанный способ включает следующие процессы обработки воздуха: обеззараживание воздуха посредством многослойной фильтрации с нарастающей степенью очистки, включая фотокаталитическую очистку с активацией УФИ, ароматическое изменение воздуха, увеличение влажности воздуха, насыщение воздуха отрицательными ионами, принудительное повышение давления после фильтрации и химической обработки, нагревание воздуха как в воздушном тракте блока подготовки, так и непосредственно в воздуховоде, охлаждение посредством передачи теплоты наружному воздуху термоэлектрическим способом, подача в маску воздуха для дыхания в объеме, компенсирующем фазу вдоха, контроль параметров воздуха и электронное управление процессами обработки.

Способ-прототип обладает следующими недостатками:

– отсутствие обеззараживания воздуха непосредственным воздействием УФИ с преимущественной длиной волны 253,7 нм;

– ограничение подачи воздуха для дыхания в объеме, компенсирующем лишь фазу вдоха;

– охлаждение воздуха посредством передачи теплоты наружному воздуху термоэлектрическим способом избыточно энергозатратно;

– избыточность процессов обработки воздуха физическими и химическими способами, в частности, ароматическим изменением и насыщением отрицательными ионами;

– отсутствие конкретики в упоминании того или иного процесса (многократное использование выражений «может быть введен») и последовательности процессов.

Технической проблемой является необходимость разработки надежного противовирусного и противобактериального СИЗ, способного длительное время в непрерывном режиме сохранять высокую степень защиты и обеспечивать комфортное состояние пользователю, как в части дыхания, так и в части устранения из поля зрения различных помех.

Технический результат состоит в повышении времени безотказной работы как в части защиты от патогенных микроорганизмов, так и в части поддержания длительного времени работоспособности пользователя.

Технический результат достигается тем, что в способе индивидуальной защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов, включающем всасывание наружного воздуха и последующую обработку воздуха, протекающего по каналам воздушного тракта перед подачей его к защищаемым частям головы, которая заключается в фильтрации, последующем повышении давления, дальнейшем обеззараживании ультрафиолетовыми лучами в диапазоне длин волн 220 – 300 нм и тепло-влажностной обработке, при этом в процессе обработки воздуха осуществляют контроль и регулирование параметров процессов обработки воздуха, согласно изобретению перед тепло-влажностной обработкой воздуха его поток разделяют на две части, одну из которых направляют в подмасочное пространство, а другую – на рециркуляцию за счет подмешивания к потоку между фильтрацией и повышением давления.

Технический результат также достигается тем, что в средстве индивидуальной защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов, включающем шлем из прозрачного материала, соединенный с ним гибкий шланг отдельного блока подготовки воздуха, систему управления и блок электропитания, причем гибкий шланг заходит в шлем в задней части, при этом в блоке подготовки воздуха расположен воздушный канал, в котором последовательно размещены система фильтрации со сменными фильтрами, вентилятор с электродвигателем постоянного тока и камера обеззараживания воздуха ультрафиолетовым источником излучения в диапазоне длин волн 220 – 300 нм, причем стенки камеры выполнены из материала, отражающего излучение в указанном диапазоне длин волн, также блок подготовки воздуха включает датчики температуры, установленные на входе в камеру обеззараживания и на выходе из блока подготовки воздуха, при этом система управления включает запрограммированный электронный блок, предназначенный для контроля работы всего устройства, согласно изобретению блок подготовки воздуха оснащен возвратным каналом, обеспечивающим движение воздуха от камеры обеззараживания до участка основного канала между системой фильтрации и вентилятором.

Вышеприведенная конструкция обеспечивает надежное СИЗ, способное длительное время сохранять высокую степень защиты (в частности, обеззараживание на 99,9%) и обеспечивать комфортное состояние пользователю, как в части дыхания (благоприятные температура и относительная влажность воздуха, совершение вдоха и выдоха без напряжений), так и в части устранения из поля зрения различных помех (исключение выступающей бактерицидной камеры, болтающейся помехи-шланга, а также запотевания маски). Основным аспектом заявляемого изобретения является разделение потока в блоке подготовки воздуха на две части и обеспечение рециркуляции части потока с целью дополнительного обеззараживания, что с учетом вышеприведенной конструкции обеспечивает наиболее эффективное обеззараживание, а также позволяет повысить время безотказной работы как в части защиты от патогенных микроорганизмов, так и в части поддержания длительного времени работоспособности пользователя.

В наиболее предпочтительном варианте реализации изобретения способ характеризуется следующим:

- обеззараживание ультрафиолетовым излучением с преимущественной длиной волны, равной 253,7 нм;

- расход воздуха, подаваемого на обработку, превышает расход, необходимый для осуществления фазы вдоха;

- обеспечивают поддержание температуры потока, подаваемого на обеззараживание ультрафиолетовыми источниками, на уровне, гарантирующем наиболее эффективную работу источника ультрафиолетового излучения;

- при необходимости температуру повышают перед обеззараживанием с помощью нагревания;

- требуемую температуру корректируют изменением в нужном направлении расхода воздуха, соответственно меняя частоту вращения вентилятора по команде термодатчика

- охлаждение воздуха перед подачей его в подмасочное пространство осуществляют посредством наружного испарительного охлаждения;

- охлаждение воздуха перед подачей его в подмасочное пространство осуществляют контактом с предварительно аккумулированным холодом;

- температуру воздуха контролируют перед его обеззараживанием с помощью ультрафиолетовых лучей и перед подачей воздуха в подмасочное пространство.

Также в наиболее предпочтительном варианте реализации изобретения устройство характеризуется следующим:

- в основном канале блока подготовки воздуха между вентилятором и камерой обеззараживания установлен электронагреватель для подогрева воздуха.

- в возвратном канале и перед выходом из блока подготовки воздуха установлены автоматические вентили.

- в системе управления предусмотрено устройство изменения постоянного напряжения на электродвигателе вентилятора.

- как минимум одна стенка блока подготовки воздуха, выполнена из теплопроводящего материала и снабжена обдувающим ее снаружи вспомогательным вентилятором.

- на стенке из теплопроводящего материала закреплена сменная кассета из водопоглощающего материала, снабженная дозированным подводом дистиллированной воды, осуществляющей наружное испарительное охлаждение внутреннего воздуха, причем вода поступает в сменную кассету из емкости, размещенной в блоке подготовки воздуха.

– в основном канале блока подготовки воздуха размещена сменная кассета, выполняющая роль аккумулятора холода (например, заполненная льдом).

Сущность способа заключается в следующем. Как и в условном прототипе, после всасывания проводится фильтрация воздуха, повышение давления, например, вентилятором, обеззараживание ультрафиолетовыми лучами в диапазоне длин волн 220 – 300 нм, с приоритетом волне 253,7 нм, тепло-влажностная обработка воздуха в различных частях воздушного тракта при ее необходимости, контроль и регулирование параметров процессов обработки воздуха. В отличие от прототипа, подача воздуха увеличена, например, на порядок, в сравнении с тем, что необходимо для компенсации фазы вдоха. После фильтрации, повышения давления и обеззараживания поток воздуха разделяют на две части, одну из которых подвергают тепло-влажностной обработке и направляют на защиту частей головы, а другую - на рециркуляцию и дальнейшее подмешивание к потоку на участке воздушного тракта между фильтрацией и повышением давления, многократно повторяя воздействия обеззараживания. Температуру потока, подаваемого на обеззараживание, повышают нагреванием и поддерживают на уровне, обеспечивающем наиболее эффективную работу источника ультрафиолетового излучения, например, для ламп низкого давления - в диапазоне 30 – 38°С, для амальгамных ламп – около 80°С, для светодиодов – температура окружающей среды. Кроме того, требуемую температуру корректируют изменением в нужном направлении расхода воздуха, соответственно меняя частоту вращения вентилятора по команде термодатчика.

В процессе тепло-влажностной обработки воздуха перед подачей в тракт защиты частей головы воздух охлаждают, отводя теплоту в окружающую среду, в частности, посредством наружного испарительного охлаждения, либо воздух охлаждают, отбирая предварительно аккумулированный холод, например, у льда, при необходимости, с повышением влажности.

В процессе обеззараживания воздуха ультрафиолетовыми лучами контролируют температуру воздуха около источников ультрафиолетовых лучей и перед подачей воздуха в подмасочное пространство.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства СИЗ с расположением частей на теле пользователя, на фиг.2 показана схема устройства блока подготовки воздуха, а на фиг.3 показано размещение испарительной охлаждающей системы на задней наружной поверхности корпуса блока подготовки воздуха.

На фиг.1 изображен шлем 1, надетый и закрепленный на голове пользователя. Лицевая сторона шлема выполнена из прозрачного материала. По периметру сопряжения краев шлема с головой имеются уплотняющие обтюраторы. Подготовленный для дыхания воздух подается по гибкому шлангу 2 в заднюю часть шлема и по внутреннему воздуховоду направляется сверху вниз вдоль лобной части головы. Поскольку расход подаваемого воздуха превышает расход непосредственно на дыхание, то далее поток воздуха вместе с выдохом омывает щеки и направляется через височную часть головы вверх на выход из шлема.

Входной конец гибкого шланга 2 закреплен на выходном штуцере блока подготовки воздуха 3. Схема устройства блока 3 показана на фиг.2. Всасывание воздуха в блок 3 осуществляется через систему фильтрации 4 со сменными фильтрами. Далее воздух нагнетается вентилятором 5. За вентилятором расположена камера обеззараживания 6 с источником УФИ 7. В качестве источника УФИ может использоваться ультрафиолетовая лампа, например, амальгамная. Возможно также использование ультрафиолетовых светодиодов. Для поддержания в бактерицидной камере оптимальной температуры омывающего воздуха, в случае ртутной лампы низкого давления необходимо иметь температуру около 38°С, в случае амальгамной лампы – 82°C. Поэтому на входе в камеру обеззараживания после вентилятора установлен электронагреватель 8. В случае использования светодиодов, электронагреватель 8 может отсутствовать, а камера обеззараживания 6 дополнительно охлаждается.

На выходе из камеры обеззараживания 6 воздушный поток разделяется на два канала: возвратный канал 9 для рециркуляции части потока и канал 10 подачи воздуха в шланг 2.

Из возвратного канала 9 воздух возвращается в основной тракт на участке между фильтрами 4 и вентилятором 5. На входе в канал 10 система тепло-влажностной обработки охлаждает воздух и, в случае необходимости, увлажняет его. В системе установлена сменная кассета – аккумулятор холода 11, например, заполненная льдом 12. В канале 10 располагается автоматизированный вентиль 13 для регулирования подачи воздуха в шланг 2. Там же установлен термодатчик 14 для контроля температуры подаваемого на дыхание воздуха. Термодатчик 15 установлен и в камере обеззараживания 6 для контроля температуры воздуха, омывающего источник УФИ. Автоматизированный вентиль 16 установлен также в канале 9.

На фиг.3 показано размещение испарительной охлаждающей системы на задней наружной поверхности корпуса блока подготовки воздуха 3. В данном случае, задняя стенка корпуса блока 3 является стенкой, выполненной из теплопроводящего материала и снабженной обдувающим ее снаружи вспомогательным вентилятором 17. Дополнительно, на стенке из теплопроводящего материала закреплены сменные кассеты 18 из водопоглощающего материала, снабженные дозированным подводом дистиллированной воды 19. Посредством кассет 18 осуществляется наружное испарительное охлаждение внутреннего воздуха в камере обеззараживания 6 при использовании светодиодов и в канале 10. Вода в кассету поступает из емкости 20, размещенной в блоке подготовки 3. На нижней стенке блока 3 закреплен аккумуляторный блок электропитания 21.

Заявляемое изобретение поясняется примером.

Было проведено экспериментальное исследование влияния основных отличительных признаков изобретения на повышение времени безотказной работы как в части защиты от патогенных микроорганизмов, так и в части поддержания длительного времени работоспособности пользователя. Для этого был собран образец, в основу которого были заложены конструктивные признаки, характерные заявляемому СИЗ. Источником УФИ служили ультрафиолетовые светодиоды с длиной волны 260 нм суммарной бактерицидной мощности 6 Вт. При установленном расходе воздуха через камеру обеззараживания 200 л/мин это обеспечивало бактерицидную дозу 730 Дж/м³, что при коэффициенте использования бактерицидного потока 0,4 вдвое превышает дозу 365 Дж/м³, требуемую для обеспечения эффективности обеззараживания 99,9% для операционных (согласно Руководства Р.3.5.1904 – 04 «Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещениях», утвержденного главным санитарным врачом РФ Г.Г.Онищенко в 2004г).

Испытание проводилось в два этапа. На первом этапе исследовалась эффективность обеззараживания воздуха, подаваемого СИЗ, в подмасочное пространство. Для этого работающее СИЗ отдельно от пользователя помещалось на 10 часов в «грязную» зону, воздух которой отличался высокой патогенной микрофлорой. Отбор воздуха из СИЗ для исследования осуществлялся 4 раза через каждые 2,5 часа. Контроль обсемененности воздуха помещения и проб проводился седиментационным методом в соответствии с методикой Руководства Р.3.5.1904 – 04. На рабочий стол в объеме отобранного воздуха (в том числе, первоначально загрязненного воздуха) ставят 2 чашки Петри с 2%-ным питательным агаром и открывают их на 15 минут. Посевы инкубируют при 37°С в течение 48 час. При росте не более 3 колоний на чашке уровень микробной обсемененности воздуха считается допустимым. При большем числе колоний определяют количество микроорганизмов в 1 м³ воздуха по формуле Омелянского, согласно которой в чашки с питательной средой площадью 100 см² в течение 5 мин оседает столько микробных клеток, сколько их содержится в 10 л воздуха:

Х = а*100*1000*5/b*10*Т

где Х — количество микробов в 1 м³ (1000 л) воздуха; а — количество выросших колоний в чашках; b — площадь чашки (80 см²); 5— время экспозиции по правилу Омелянского; Т—время, в течение которого чашка была открыта; 10 — 10 л воздуха по правилу Омелянского; 1000 — 1 м³ воздуха; 100 —100 см² питательной среды.

При начальной загрязненности воздуха в рабочем помещении порядка 2000 микроорганизмов в м³, во всех четырех отборах воздуха из СИЗ не было зафиксировано в чашках Петри более двух колоний. Результат испытаний положительный.

На втором этапе СИЗ испытывалось непосредственно пользователем, работавшим в течение 8 часов в «грязной» зоне больницы. Подтверждено наличие постоянного избыточного давления во всех частях подмасочного пространства, что исключало контакт органов дыхания, глаз, кожного и волосяного покрова головы с атмосферой помещения. Подтверждена свобода вдоха и выдоха в течение всего времени работы. Подтверждено отсутствие запотевания лицевой части шлема и ограничение поля зрения. Подтверждена работоспособность и комфортное состояние пользователя в течение всего времени работы.

Заявляемое изобретение обеспечивает повышение времени безотказной работы как в части защиты от патогенных микроорганизмов, так и в части поддержания длительного времени работоспособности пользователя.

1. Способ индивидуальной защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов, включающий всасывание воздуха из окружающей атмосферы и последующую его обработку в каналах воздушного тракта перед подачей в подмасочное пространство к защищаемым частям головы, которая заключается в фильтрации, последующем повышении давления, дальнейшем обеззараживании ультрафиолетовыми лучами в диапазоне длин волн 220–300 нм и тепловлажностной обработке воздуха, при этом в процессе обработки воздуха осуществляют контроль и регулирование параметров процессов обработки воздуха, отличающийся тем, что перед тепловлажностной обработкой воздуха его поток разделяют на две части, одну из которых направляют в подмасочное пространство, а другую – на рециркуляцию за счет подмешивания к потоку между фильтрацией и повышением давления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход воздуха, подаваемого на обработку, превышает расход, необходимый для осуществления фазы вдоха.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру потока, подаваемого на обеззараживание ультрафиолетовым излучением, поддерживают на уровне, обеспечивающем наиболее эффективную работу источника ультрафиолетового излучения.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при необходимости температуру повышают перед обеззараживанием с помощью нагревания.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что требуемую температуру корректируют изменением в нужном направлении расхода воздуха, соответственно меняя частоту вращения вентилятора по команде термодатчика.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что охлаждение воздуха перед подачей его в подмасочное пространство осуществляют посредством наружного испарительного охлаждения.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что охлаждение воздуха перед подачей его в подмасочное пространство осуществляют контактом с предварительно аккумулированным холодом.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение воздуха перед подачей его в подмасочное пространство осуществляют посредством наружного испарительного охлаждения.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение воздуха перед подачей его в подмасочное пространство осуществляют контактом с предварительно аккумулированным холодом.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют температуру воздуха перед его обеззараживанием с помощью ультрафиолетовых лучей и перед подачей воздуха в подмасочное пространство.

11. Средство индивидуальной защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов, включающее шлем из прозрачного материала, соединенный с ним гибким шлангом отдельный блок подготовки воздуха, систему управления и блок электропитания, причем гибкий шланг заходит в шлем в задней части, при этом в блоке подготовки воздуха расположен основной воздушный канал, в котором последовательно размещены система фильтрации со сменными фильтрами, вентилятор с электродвигателем постоянного тока и камера обеззараживания воздуха с ультрафиолетовым источником излучения в диапазоне длин волн 220–300 нм, причем стенки камеры выполнены из материала, отражающего излучения в указанном диапазоне длин волн, также блок подготовки воздуха включает датчики температуры, установленные на входе в камеру обеззараживания и на выходе из блока подготовки воздуха, при этом система управления включает запрограммированный электронный блок, предназначенный для контроля работы всего устройства, отличающееся тем, что блок подготовки воздуха оснащен возвратным каналом, обеспечивающим движение воздуха от камеры обеззараживания до участка основного канала между системой фильтрации и вентилятором.

12. Средство по п.11, отличающееся тем, что в основном канале блока подготовки воздуха между вентилятором и камерой обеззараживания установлен электронагреватель для подогрева воздуха.

13. Средство по п.11, отличающееся тем, что в возвратном канале и перед выходом из блока подготовки воздуха установлены автоматические вентили.

14. Средство по п.11, отличающееся тем, что в системе управления предусмотрено устройство изменения постоянного напряжения на электродвигателе вентилятора.

15. Средство по п.11, отличающееся тем, что как минимум одна стенка блока подготовки воздуха выполнена из теплопроводящего материала и снабжена обдувающим ее снаружи вспомогательным вентилятором.

16. Средство по п.15, отличающееся тем, что на стенке из теплопроводящего материала закреплена сменная кассета из водопоглощающего материала, снабженная дозированным подводом дистиллированной воды, осуществляющая наружное испарительное охлаждение внутреннего воздуха, причем вода поступает в сменную кассету из емкости, размещенной в блоке подготовки воздуха.

17. Средство по п.11, отличающееся тем, что в основном канале блока подготовки воздуха размещена сменная кассета, выполняющая роль аккумулятора холода.

18. Средство по п.17, отличающееся тем, что сменная кассета заполнена льдом.