Результат интеллектуальной деятельности: ОБУВЬ СПАСАТЕЛЯ ДЛЯ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ СЕЙСМИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

Изобретение относится к комплектам средств индивидуальной защиты спасателей, работающих в условиях низких температур.

Известна валяная из овечьей шерсти обувь, например, в виде валенок, содержащих голенище, стоповую часть и резиновую подошву, см. Интернет - информацию на сайте Течерской валяльной фабрики, www.spec.techera.ru/valenki.htm.

Известная валяная продукция обладает существенными недостатками:

- большим весом из-за большого веса резиновой подошвы, что сковывает движения при ходьбе и создает дискомфорт в условиях сильного холода,

- подошва из толстого слоя резины вызывает потение ног и создает внутри стоповой части антисанитарную среду, способствующую развитию различного вида грибковых заболеваний на ногах,

- наличие жесткой, тяжелой подошвы, а иногда и нитей прошивки способствует натиранию подошвы ног, образованию мозолей и т.п. травм.

Наиболее близким техническим решением является валяная обувь по патенту РФ на полезную модель №122256 от 27.11.12 (прототип), содержащая голенище, стоповую часть и основную подошву, размещенную с нижней стороны стоповой части, а также содержащая защитную подошву, которая размещена с нижней стороны основной подошвы, которая выполнена из материала ЭВА, или из компаунда ЭВА с каучуком, или из компаунда ЭВА с ПВХ, или из компаунда ЭВА с полиэтиленом, она дополнительно содержит вкладную стельку, которая выполнена с подогревом из этиленвинилацетата или иного эластичного материала, а в пяточную часть стельки вклеен пьезоэлемент из пьезорезины.

Недостатком прототипа является отсутствие элементов виброзащиты обуви.

Технически достижимый результат - обеспечение комфортности ношения валяной обуви в условиях Крайнего Севера при наличии фактора сейсмического воздействия.

Это достигается тем, что валяная обувь спасателя для работы в условиях низких температур, содержащая голенище, стоповую часть и основную подошву, размещенную с нижней стороны стоповой части, при этом защитная подошва, которая размещена с нижней стороны основной подошвы, выполнена из материала ЭВА, или из компаунда ЭВА с каучуком, или из компаунда ЭВА с ПВХ, или из компаунда ЭВА с полиэтиленом, она дополнительно содержит вкладную стельку, которая выполнена с подогревом из этиленвинилацетата или иного эластичного материала, а в пяточную часть стельки вклеен пьезоэлемент из пьезорезины, например из полидиметилсилоксана толщиной 2,5÷5 мм, размером 10×10 мм, при этом она помещена в защитный чехол, а нагревательная нить подключена не менее чем к одному пьезоэлементу, расположенному в зоне пятки и/или носка.

На фиг. 1 представлена общая конструкция обуви, на фиг. 2 - схема вкладной стельки для обогрева стопы, на фиг. 3 - схема вкладной виброзащитной стельки анатомической формы.

Валяная обувь спасателя для работы в условиях низких температур содержит голенище 1, стоповую часть 2, основную подошву 3, размещенную с нижней стороны стоповой части 2, и защитную подошву 4, расположенную с нижней стороны основной подошвы 3, а также вкладную стельку 5 для обогрева стопы. Соединение основной подошвы 3 с нижней стороной стоповой части 2 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 3 и защитной подошвы 4 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 5 (фиг. 2) помещена в защитный чехол 5, а нагревательная нить 7 подключена не менее чем к одному пьезоэлементу 8, 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 6 посредством нагревательной нити 7, подключенной к пьезоэлементу 8, 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 голенище 1, стоповая часть 2, основная подошва 3 дополнительно содержат элементы утеплителя, например вкладки во внутреннюю часть обуви (на чертеже не показана), выполненные из утеплителя Sh (Shelter) - нетканый материал из микроволокон, который, максимально точно воспроизводя структуру натуральной подпушки, сочетает в себе преимущества натурального пуха и специальные свойства синтетических волокон. Благодаря этому даже тонкий слой Sh, использованный для утепления верхней одежды, обеспечивает отличную защиту от холода. Одежда с утеплителем Shelter уже прошла проверку арктическим холодом и испытания на огнестойкость, получила сертификаты за безопасность для людей и экологичность.

Валяная обувь спасателя для работы в условиях низких температур работает следующим образом.

Пользователь любого возраста и комплекции надевает 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 8 возникает ток, который, проходя по нагревательной нити 7, проложенной по всей поверхности стельки, нагревает ее и передает тепло через чехол 6 пользователю.

Возможен вариант, когда защитная подошва валяной обуви, расположенная с нижней стороны основной подошвы, выполнена двухслойной (на чертеже не показано) с промежуточным слоем из полиуретана и слоем из упругоэластичных сетчатых элементов, обладающих амортизирующими свойствами, и ходовым слоем из термопластичного полиуретана с износостойкими свойствами, при этом плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³…2,0 г/см³, а материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, причем диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.

Вкладная виброзащитная стелька анатомической формы (фиг. 3), расположенная между основной подошвой 3, размещенной с нижней стороны стоповой части 2, и защитной подошвой 4, расположенной с нижней стороны основной подошвы 3, содержит опорную плоскость 10 с закрепленными на ней втулками 11, в которых расположены упругие элементы 9, например пружины, контактирующие с демпфирующим блоком, выполненным трехслойным и содержащим пластины 12 и 13 из жесткого вибродемпфирующего материала, например, типа «Агат», между которым расположен слой полиуретана, демпфирующего вибрацию на средних частотах. Упругие элементы, контактирующие с демпфирующим блоком, выполнены в виде конических пружин 9, имеющих равночастотные свойства, при этом витки пружин 9 покрыты слоем вибродемпфирующей мастики (на чертеже не показано).

Между пластинами 12 и 13 с промежуточным слоем из полиуретана может быть выполнен как вариант слой из упругоэластичных сетчатых элементов, обладающих амортизирующими свойствами, создает комфортные условия оператору при работе с виброактивным оборудованием. Протектор подошвы может быть выполнен с повышенной сцепляемостью с поверхностями рабочей зоны оператора. Упругие элементы в виде конических пружин имеют равночастотные свойства, поэтому они будут компенсировать изменение веса оператора в связи с выполнением тяжелых работ с переносом тяжестей.