Результат интеллектуальной деятельности: ОДЕЖДА СПАСАТЕЛЕЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ В УСЛОВИЯХ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

Изобретение относится к снаряжению спасателей в сфере чрезвычайных ситуаций, в частности для экипировки спасателей при проведении аварийно-спасательных работ в условиях природных и техногенных ЧС с рентгеновским излучением.

Известен комплект специальной защитной одежды "ТЕМП" фирмы ООО «СНК+», опубликованный на сайте http://snkplus.ru/odejda_zashitnaya_mchs [1], который состоит из куртки и полукомбинезона, имеющих подкладку со съемным утеплителем, а также сигнального жилета, причем основной материал для верха комплекта - ткань плащевая «Лана» темно-синего цвета; материал для сигнального жилета - ткань «Турист» малоусадочная желто-салатового или оранжевого цвета; основной материал для съемного утеплителя - полотно нетканое объемное теплоизоляционное типа «синтепон», устойчивое к химчистке, 120 г/м²; сигнальная маркировка - световозвращающая полоса фирмы «ЗМ», ширина 50 мм.

Недостатком известной конструкции одежды спасателей является сравнительно невысокая степень защита от рентгеновского излучения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является патент РФ №2525858, который состоит из куртки и полукомбинезона, имеющих подкладку со съемным утеплителем, а также сигнального жилета, причем основной материал для верха комплекта - ткань плащевая «Лана» темно-синего цвета; материал для сигнального жилета - ткань «Турист» и материал, поглощающий радиоактивное излучение [прототип].

Технически достижимый результат - повышение эффективности защиты спасателя в условиях рентгеновского излучения и низких температур.

Это достигается тем, что в одежде спасателей, действующих в условиях рентгеновского излучения, состоящей из защитной куртки от механического воздействия, полукомбинезона, жилета и шлема спасателя, при этом защитная куртка имеет спереди центральную бортовую застежку на «молнию», закрытую ветрозащитным клапаном на кнопках, боковые и вертикальные прорезные карманы на «молнии», накладной объемный карман для рации и прорезной карман на «молнии» на плечевой кокетке слева и справа соответственно, на правом рукаве находится прорезной карман с клапаном, а на спинке куртки расположена надпись «МЧС РОССИИ», причем по низу куртка стягивается шнуром с фиксаторами, низ рукавов обработан манжетой, стянутой эластичной лентой и хлястиком с текстильной застежкой, а втачной капюшон, убирающийся в карман на воротнике, имеет регулировку по лицевому вырезу с помощью эластичного шнура, а по линии груди, по низу куртки, спереди и на спинке, а также по низу рукавов пришиты световозвращающие полосы, при этом имеется съемный утеплитель, пристегивающийся к бортам куртки на «молнию», а спереди нижние накладные карманы и трикотажный воротник, а полукомбинезон имеет застежку на «молнию», закрытую клапаном на кнопках, а также притачные бретели, свободные концы которых крепятся к передней верхней части на цупферные замки, при этом ниже линии талии полукомбинезона размещены боковые прорезные карманы на «молнии», на уровне линии груди, справа, расположен прорезной карман на «молнии», в области колена - боковые прорезные карманы на текстильной застежке, а также справа - карман для ножа, по линии талии расположены пять шлевок, область колен и область сидения усилены накладками, низ комбинезона имеет пуфты на «молнии» и шнуры с фиксатором, охватывающим сапоги, а ниже области колен пришиты световозвращающие полосы, причем съемный утеплитель, пристегивающийся к полукомбинезону сверху на пуговицы, имеет застежку на «молнию», кулису со шнуром по линии талии, трикотажные ластики и штрипки, а жилет выполнен цельновыкроенным с фиксацией на текстильную застежку и имеет внизу световозвращающую полосу, на спинке жилета расположена надпись «МЧС РОССИИ», а шлем типа «Cromwell ER1» выполнен из термопластика - высокотемпературостойкого, а визор и очки - из поликарбоната, защитная куртка выполнена с защитной оболочкой, состоит из тканевой подкладки, соединений с защитными оболочками, а в тканевой подкладке закреплены упругие каркасные стойки посредством фиксаторов на поясе, а защитные оболочки крепятся на упругих каркасных стойках, защитная оболочка выполнена трехслойной, причем первый слой, обращенный в окружающую оператора среду, выполнен в виде связанных между собой колец, в качестве материала которых использована нержавеющая сталь, третий слой, обращенный к телу оператора выполнен из перфорированного полимерного материала, например арамидного волокна, а второй слой, расположенный между ними, выполнен из рентгенозащитного материала, содержащего полимерное связующее, катализатор, наполнитель порошкообразный на основе оксидов элементов с различной поглощающей способностью в рентгеновском диапазоне излучений, при этом в качестве полимерного связующего используется низкомолекулярный кремнийсодержащий каучук, в качестве катализатора - металлоорганическое соединение из группы солей каприловой кислоты и олова (IV), а наполнитель содержит оксиды редкоземельных элементов с порядковыми номерами элементов 51,58-71, оксид иттрия, оксид сурьмы (III) с размером частиц в диапазоне величин 0,5-30 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. ч: кремнийсодержащий низкомолекулярный каучук - 100; катализатор - 6-8; наполнитель - 350-450, при этом оксид сурьмы (III) и Σ оксидов РЗЭ и иттрия взяты в соотношении 1:1, в качестве материала, поглощающего радиоактивное излучение, применяется материал, который содержит в качестве наполнителя окислы свинца (оксид свинца II, IY) и связующего - поливинилбутираль, этилацетат, ди-(алкилполиэтиленгликолевый) эфир фосфорной кислоты формулы

где n=6, R - алкильная группа, содержащая 8-10 атомов углерода, и этилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас. %: оксид свинца II, IY 30,6-56,8; поливинилбутираль 3,8-10,2; этилацетат 14,3-26,5; ди-(алкилполиэтиленгликолевый эфир фосфорной кислоты) 0,2-0,4; этилцеллюлоза - остальное.

Новый состав связующего в заявляемом изобретении обеспечивает полную совместимость с окислами свинца и позволяет получить материалы с высоким свинцовым эквивалентом и степенью гибкости. Этот материал обладает хорошей адгезией к металлам, бетону, кирпичу. Материал представляет собой высококонцентрированную суспензию, быстро твердеющую на воздухе. Вязкость материала составляет 20-70 Па·с, что позволяет отливать из него пленки различной толщины фильерой или экструдером, наносить на поверхность кистью, обливанием, заливать в различные полости, щели и каналы.

Выполнение каркасных стоек 2 упругими позволяет смягчит удар, защитные оболочки 3 предотвращают ранение кожного покрова человека. Использование предлагаемого устройства существенно повысит безопасность технологических операций и процессов работников сельскохозяйственного производства.

На фиг. 1 изображена фронтальная проекция конструкции защитной куртки от механического воздействия, на фиг. 2 - ее профильная проекция, на фиг. 3 - схема защитной оболочки защитной куртки, на фиг. 4 - общий вид одежды спасателей, на фиг. 5 - общий вид шлема спасателя, на фиг. 6 представлена общая конструкция валяной обуви для работы в условиях низких температур, на фиг. 7 - схема вкладной стельки для обогрева стопы.

Одежда спасателей, действующих в условиях рентгеновского излучения и низких температур (фиг. 4) состоит из защитной куртки от механического воздействия (фиг. 1, 2) с защитной оболочкой (фиг. 3) и шлема спасателя (фиг. 5).

Одежда спасателей (фиг. 4) включает в себя защитную куртку 1, которая имеет спереди центральную бортовую застежку 11 на «молнию», закрытую ветрозащитным клапаном на кнопках (на чертеже не показано), боковые и вертикальные прорезные карманы на «молнии», накладной объемный карман для рации и прорезной карман на «молнии» на плечевой кокетке слева и справа соответственно (на чертеже не показано). На правом рукаве находится прорезной карман с клапаном. На спинке куртки расположена надпись «МЧС РОССИИ». По низу куртка стягивается шнуром 12 с фиксаторами. Низ рукавов обработан манжетой, стянутой эластичной лентой и хлястиком с текстильной застежкой. Втачной капюшон 10, убирающийся в карман на воротнике, имеет регулировку по лицевому вырезу с помощью эластичного шнура. По линии груди, по низу куртки, спереди и на спинке, а также по низу рукавов пришиты световозвращающие полосы. Съемный утеплитель, пристегивающийся к бортам куртки на «молнию», имеет спереди нижние накладные карманы и трикотажный воротник.

Полукомбинезон 8 имеет застежку на «молнию», закрытую клапаном на кнопках, а также притачные бретели, свободные концы которых крепятся к передней верхней части на цупферные замки. Ниже линии талии полукомбинезона размещены боковые прорезные карманы на «молнии», на уровне линии груди, справа, - прорезной карман на «молнии», в области колена - боковые прорезные карманы на текстильной застежке, в т.ч. справа - карман для ножа (на чертеже не показано). По линии талии расположены пять шлевок. Область колен и область сидения усилены накладками (на чертеже не показано). Низ комбинезона имеет пуфты на «молнии» и шнуры с фиксатором, охватывающим сапоги 9. Ниже области колен пришиты световозвращающие полосы. Съемный утеплитель, пристегивающийся к полукомбинезону сверху на пуговицы, имеет застежку на «молнию», кулису со шнуром по линии талии, трикотажные ластики и штрипки. Жилет выполнен цельновыкроенным с фиксацией на текстильную застежку и имеет внизу световозвращающую полосу. На спинке жилета расположена надпись «МЧС РОССИИ».

Конструкция защитной куртки от механического воздействия (фиг. 1, 2) состоит из тканевой подкладки 1, в которой закреплены упругие каркасные стойки 2 посредством фиксаторов 4 на поясе 5. Защитные оболочки 3 крепятся на упругих каркасных стойках 2. Защитные оболочки 3 закреплены на каркасных стойках 2 по всей площади торса спасателя.

Каждая из защитных оболочек 3 выполнена трехслойной, причем первый слой, обращенный в окружающую спасателя среду, выполнен в виде связанных между собой колец, в качестве материала которых использована нержавеющая сталь. Третий слой 6, обращенный к телу спасателя выполнен из перфорированного полимерного материала, например арамидного волокна, а второй слой 7, расположенный между ними, выполнен из материала для защиты от рентгеновского излучения.

Полимерная композиция для получения рентгенозащитного материала содержит полимерное связующее, катализатор, наполнитель порошкообразный на основе оксидов элементов с различной поглощающей способностью в рентгеновском диапазоне излучений, при этом в качестве полимерного связующего используется низкомолекулярный кремнийсодержащий каучук, а в качестве катализатора - металлоорганическое соединение из группы солей каприловой кислоты и олова (IV), а наполнитель содержит оксиды редкоземельных элементов с порядковыми номерами элементов 51,58-71, оксид иттрия, оксид сурьмы (III) с размером частиц в диапазоне величин 0,5-30 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас. ч: кремнийсодержащий низкомолекулярный каучук - 100, катализатор - 6-8, наполнитель - 350-450, при этом оксид сурьмы (III) и Σ оксидов РЗЭ и иттрия взяты в соотношении 1:1.

Этот рентгенозащитный материал является эффективным, малотоксичным, работоспособным в условиях высоких температур (90-250°C) и при механических воздействиях усилий (удар, падение, вибрации) в качестве покрытия на металлических поверхностях средств защиты или приборов. Технический результат: кратность ослабления РИ 10-20, механическая прочность 3,5 мПА, адгезия слоя покрытия на стали - 35 кгс, температура испытаний - 90-250°C. Техническая сущность: полимерная композиция содержит кремнийсодержащий низкомолекулярный каучук БФ [C₂H₆SLO]×nL: 100 м.ч., диэтилдикаприлат олова (IV) БФ C₂H₄₀O₄Sn: 6-8 мас. ч., оксид сурьмы (III) БФ Sb₂O_3, оксид иттрия БФ I₂O₃ и оксидов РЗЭ с порядковым номерами 51,58-71 - 350-450 мас. ч., при этом соотношения массовые между количествами оксида сурьмы и оксидов РЗЭ и иттрия составляет 1:1.

Одежда спасателей комплектуется и шлемом спасателя (фиг. 5) типа «Cromwell ER1», предназначенного для выездов на спасательные операции при различных несчастных случаях, где не требуется использование пожарного шлема (ДТП, пожары в лесу, спасательные операции на воде, поиск и спасение пострадавших под завалами, аварии на промышленных предприятиях). Шлем «Cromwell ER1» выполнен из термопластика (высокотемпературостойкий ПВХ). Визор и очки - поликарбонат.

Валяная обувь спасателя для работы в условиях низких температур (фиг. 6) содержит голенище 13, стоповую часть 14, основную подошву 15, размещенную с нижней стороны стоповой части 14, и защитную подошву 16, расположенную с нижней стороны основной подошвы 15, а также вкладную 17 стельку (фиг. 7) для обогрева стопы. Соединение основной подошвы 15 с нижней стороной стоповой части 14 осуществлено посредством: одной или двух скрученных нитей, располагаемых сверху-снаружи-вниз, под острым углом к подошве. Стежки нити размещены снаружи на нижней стороне стоповой части. Кроме того, соединение основной подошвы 15 и защитной подошвы 16 может быть осуществлено при помощи приклеивания, приваривания или иным известным способом.

Выполнение основной подошвы валяной обуви из ЭВА полностью обеспечивает достижение заявленного технического результата, поскольку ЭВА - формованный легкий и упругий материал, обладающий хорошими амортизирующими свойствами, легкостью, стойкостью к истиранию, не имеющий запаха, не вызывающий аллергию и обладающий антигрибковым эффектом. Изделия из ЭВА обладают высокой степенью мягкости и упругости, не подвержены деформации, выдерживают отрицательную температуру до -30°, обладают низкой степенью теплоотдачи (эффект термоса) и не пропускают влагу. ЭВА - это вещество, которое относится к полиолефинам, получается в результате сополимеризации этилена и мономера винилацетата. Группы ацетокси распределяются в этиленовой группе произвольно. Содержание винилацетата определяет механические свойства сополимера, а также его тип (эластомер или термопласт). Из-за высокого содержания винила этиленвинилацетат приобретает высокую устойчивость к маслам, растворителям, озону и высокой температуре. Также стоит отметить, что сополимер ЭВА нашел широкое применение и в приготовлении компаундов с другими полимерами, например каучуком, ПВХ или полиэтиленом, а также смесей с наполнителями и добавками.

Вкладная стелька 17 (фиг. 7) помещена в защитный чехол 18, а нагревательная нить 19 подключена не менее чем к одному пьезоэлементу 20, расположенному в зоне пятки и/или носка. Кроме того, стелька может быть выполнена из этиленвинилацетата или иного эластичного материала, а в пяточную часть стельки вклеен пьезоэлемент из полидиметилсилоксана (пьезорезины) толщиной 2,5-5 мм, размером примерно 10×10 мм. Кроме того, чехол может быть выполнен съемным. Кроме того, чехол стельки может быть выполнен из поликоттона. Нагревание стельки осуществляется через чехол 18 посредством нагревательной нити 19, подключенной к пьезоэлементу 20, при периодическом надавливании на который возникает постоянный ток. Предпочтительно, чтобы пьезоэлемент крепился в области середины пятки (возможно использование в модели двух пьезоэлементов: в области пятки и в области передней части стопы, - в этом случае мощность нагревания увеличивается вдвое). Применение пьезоэлементов в качестве нагревательного элемента позволяет использовать стельки вне помещения без риска для здоровья, для постоянного поддержания комфортной температуры обуви в холодное время года. Предельная температура нагревания около 45 градусов.

В качестве пьезоэлектрика может использоваться PZT (цирконат-титонат свинца), перенесенный на гибкий образец PDMS (полидиметилсилоксана) толщиной 2,5-5 мм, (так называемая пьезорезина). Данный пьезоэлемент при деформации вырабатывает ЭДС (электродвижущую силу постоянного тока), достаточную для выработки силы тока (не более 12 мА) и напряжения (не более 36 В). Возможно применение и другого аналогичного пьезоэлемента и пьезоэлектрика. Возможно применение какого-либо другого мягкого и гибкого пьезоэлектрика, имеющего ЭДС, достаточную для выработки силы тока (не более 12 мА) и напряжения (не более 36 В), необходимых для нагревания стелек. Температура нагрева стельки зависит от характеристик пьезоэлектрика, силы давления на пьезоэлемент, длины нагревательной нити и других факторов. Материал чехла стельки - поликоттон, чехол съемный, что позволяет его стирать по мере загрязнения.

Возможен вариант, когда в качестве материала, поглощающего радиоактивное излучение, применяется материал, который содержит в качестве наполнителя окислы свинца (оксид свинца II, IY) и связующего - поливинилбутираль, этилацетат, ди-(алкилполиэтиленгликолевый) эфир фосфорной кислоты формулы

где n=6, R - алкильная группа, содержащая 8-10 атомов углерода, и этилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас. %: оксид свинца II, IY 30,6-56,8; поливинилбутираль 3,8-10,2; этилацетат 14,3-26,5; ди-(алкилполиэтиленгликолевый эфир фосфорной кислоты) 0,2-0,4; этилцеллюлоза - остальное.

Новый состав связующего в заявляемом изобретении обеспечивает полную совместимость с окислами свинца и позволяет получить материалы с высоким свинцовым эквивалентом и степенью гибкости. Этот материал обладает хорошей адгезией к металлам, бетону, кирпичу. Материал представляет собой высококонцентрированную суспензию, быстро твердеющую на воздухе. Вязкость материала составляет 20-70 Па·с, что позволяет отливать из него пленки различной толщины фильерой или экструдером, наносить на поверхность кистью, обливанием, заливать в различные полости, щели и каналы.

Выполнение каркасных стоек 2 упругими позволяет смягчит удар, защитные оболочки 3 предотвращают ранение кожного покрова человека. Использование предлагаемого устройства существенно повысит безопасность технологических операций и процессов работников сельскохозяйственного производства.

Одежда спасателей, действующих в условиях рентгеновского излучения и низких температур работает следующим образом.

Куртка защитная 1 для спасателей осуществляет защиту человека и в зимний период года от внезапных ударов со стороны летящих и падающих предметов разрушающегося объекта. Выполнение каркасных стоек 2 упругими позволяет смягчит удар, защитные оболочки 3 предотвращают ранение кожного покрова спасателя.

Шлем ER1 может использоваться также парамедиками, спасателями на воде и гражданской обороной - он оснащен защитными очками и присоединением для опциональной защиты ушей. К тому же этот шлем может быть выполнен для использования в вертолете (не пилотами), береговой охраной и воздушными морскими спасателями и т.д. При разработке шлема использовались международные антропометрические данные для мужчин и женщин - членов пожарных и спасательных команд. Эти данные включают в себя различия многих этнических групп, что делает этот шлем удобным для использования во всех странах представителями любых народностей.

Валяная обувь спасателя для работы в условиях низких температур работает следующим образом. Пользователь, любого возраста и комплекции, одевает валяную обувь и может легко выполнять любые динамические движения, ходьба, бег и т.д. Это обусловлено тем, что основная подошва выполнена из материала ЭВА - легкого, прочного и гибкого материала.

При периодическом надавливании на пьезоэлемент 20 возникает ток, который, проходя по нагревательной нити 19, проложенной по всей поверхности стельки, нагревает ее и передает тепло через чехол 6 пользователю.

Таким образом, обеспечивается увеличение эксплуатационной надежности, и повышается удобство использования, а также обеспечивает электробезопасность, независимость от стационарного источника питания и облегчение процесса ее использования.