Способ определения термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты




Владельцы патента RU 2790009:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) (RU)

Изобретение относится к области средств индивидуальной защиты и представляет способ определения термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты для различных категорий работающих, включая пожарных, и его техническую реализацию в виде испытательного стенда. Способ для определения термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты (СИЗ), находящихся в рабочем положении на манекене-трансформере, включает проведение испытаний на воздействие опасных тепловых факторов на средства защиты, а при испытаниях манекена-трансформера изменяют его антропометрические параметры для исключения влияния факторов размеров средств индивидуальной защиты на показания датчиков при определении параметров их термоогнезащиты. Технический результат - повышение точности, надежности и информативности испытаний. 2 ил.

 

Изобретение относится к области средств индивидуальной защиты и представляет способ определения термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты для различных категорий работающих, включая пожарных, и его техническую реализацию в виде испытательного стенда.

Известно, что уровень безопасности работы человека и степень его защищенности при воздействии опасных тепловых факторов окружающей рабочей среды определяется, в том числе и термоогнезащитными характеристиками используемых средств индивидуальной защиты (далее по тексту - СИЗ). К тепловым факторам относятся открытое пламя и искры, тепловой поток, повышенная температура окружающей среды.

Характеристиками, определяющими термоогнезащиту СИЗ, являются температура (падающий тепловой поток) и время начала термического разрушения СИЗ, приводящие к нарушению работоспособности изделия, предельно допустимые по физиологии тепловые параметры внутреннего пространства СИЗ, непосредственно контактирующего с телом человека (температура внутреннего пространства, проходящий тепловой поток) и время их достижения, ответная реакция организма человека, работающего в СИЗ при различных тепловых воздействиях.

Характеристики термоогнезащиты СИЗ зависят от свойств и взаимного расположения в многослойном пакете материалов и тканей, применяемых для изготовления СИЗ, воздушных зазоров между слоями, конструктивного исполнения СИЗ, распределения его элементов по телу человека, соответственно размерам.

Испытания отдельных образцов конструктивных материалов и элементов СИЗ не дают полной картины по всем характеристикам термоогнезащиты изделий. При проведении термических испытаний СИЗ с привлечением испытателей не исключаются субъективные оценочные факторы, обусловленные физическим и психологическим состоянием испытателя, его профессиональной подготовкой. Кроме того, не всегда возможно провести такие испытания, исходя из соображений безопасности, а также проблематично охватить весь размерный ряд СИЗ.

В связи с этим существует практическая необходимость получать объективную оценку СИЗ по характеристикам термоогнезащиты при полномасштабном физическом моделировании условий, максимально приближенных к практическим условиям воздействия на СИЗ тепловых факторов, с возможностью контролировать характеристики термоогнезащиты СИЗ, располагая конструктивные элементы СИЗ в рабочем положении на специально оборудованном полноразмерном манекене-трансформере, который позволяет изменять его антропометрические параметры, а также положение манекена и его составных частей относительно источников теплового воздействия.

Известны испытательные стенды (манекенные системы) с различными, в том числе запатентованными названиями - «Термомен», «Пиромен», реализующие способ проверки огнезащитных свойств пожарной одежды и снаряжения по требованиям ISO13506:2008. Стенды включают в себя подвешенный на специальной штанге или на специальных стойках, изготовленный из негорючих материалов полноразмерный манекен человека с вмонтированными в него датчиками температуры (теплового потока) и расположенные вокруг манекена стойки с соплами для воздействия на манекен открытым пламенем (1. ThePyroMantmmanikin - найдено через интернет: URL: http://www.tx.ncsu.edu/tpacc/heat-and-flame-protection/pvroman.cfm: 2. The UCS Flame Manikin System - найдено через интернет: URL: http://www.ucsshoe.com/images/Flame Manikin System.pdf; 3. «New-ton» Articulated Thermal Manikin - найденочерезинтернет: URL:http://www.mtnw-usa.com/thermalsystem/pdf/Newton brochure.pdf; 4. New 13-zone «Simon» thermal manikin - найдено через интернет: URL: http://www.mtnw-usa.com/thermalsystem/pdf/Thermal.Newsletter7.pdf).

А также: патенты RU 2120813C1, 27.10.1998; RU 2121389, 10.11.1998; CN101881743, 10.11.2010; US 2023516, 10.12.1935; CN 202436648, 19.09.2012.

Известны патенты CN №101303339, G01N 25/00, G01N 33/36 (2006.01), опубликованные 2008.11.12.

Известна установка для проведения огневых испытаний дыхательных аппаратов (Европейский стандарт EN 137 «Защитное дыхательное устройство - автономный дыхательный аппарат открытого цикла со сжатым воздухом с полнолицевой частью. Требования, испытания, маркировка»). Манекен, входящий в состав стенда, представляет собой только верхнюю часть тела человека без рук и без ног, его конструкция позволяет проводить испытания только средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения. Недостатком установки является та особенность, что она предназначена для испытаний средств индивидуальной защиты при воздействии на них только открытым пламенем. Манекен неподвижно установлен на платформе. Все это существенно снижает испытательные возможности установки. К другим недостаткам относится тот факт, что во всех этих устройствах применяются манекены, вариативность размеров которых не предусмотрена, т.е. их антропометрические параметры неизменны, что не позволяет во всех случаях получать точные показатели параметров защитной одежды, т.к. показания температурных датчиков и датчиков теплового потока искажаются вследствие возможного несоответствия размеров защитной одежды и размеров манекена (на манекене малого размера защитная одежда большого размера собирается в складки также в местах расположения датчиков теплового потока, увеличивая иногда в разы толщину термоизоляции и тем самым занижаются показания датчиков. На манекене большого размера, облаченного в защитную одежду маленького размера, последняя натягивается на рукавах, животе, спине, плечевом поясе, уменьшая толщину защитной прослойки, или даже открывая части тела, что приводит к завышению показаний датчиков. Это также приводит к уменьшению воздушных зазоров между слоями защиты, что также изменяет значения проходящего теплового потока и показания датчиков.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип заявляемого технического решения, является система пламени манекена для проверки термоогнезащитных характеристик СИЗ при воздействии открытого пламени горелок на движущийся манекен, имитирующий идущего человека (CN101881743, G01N 25/22 (2006.01), опубликован 2010.11.10).

Данный способ осуществляется на стенде, представляющем собой огневую камеру, в верхней части которой, расположены направляющие с установленным на них шкивом, соединенным с вращающимся диском фиксированным кронштейном.

Вращающийся диск соединен с манекеном еще одним кронштейном. С двух сторон от манекена на одинаковом расстоянии, образуя коридор, установлены горелки. Длина коридора равна длине направляющих, по которым перемещается манекен во время испытаний.

Указанный способ имеет следующие недостатки:

- испытания проводятся только при воздействии открытого пламени;

- крепление манекена к верхней дорожке ограничивает возможности испытательной системы;

- невозможно проводить испытания средств защиты головы, различных типов средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения (СИЗОД);

- невозможно менять размеры манекена для испытаний СИЗ различного конструктивного исполнения и размеров.

Заявляемые способ и устройство для проверки термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты устраняет указанные недостатки.

Сущность заявляемого способа для определения термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты, находящихся в рабочем положении на манекене-трансформере, путем проведения испытаний на воздействие опасных тепловых факторов на средства защиты, причем при испытаниях манекена-трансформера изменяют его антропометрические параметры для исключения влияния факторов размеров средств индивидуальной защиты на показания датчиков при определении параметров их термоогнезащиты.

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что в устройстве для определения термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты, содержащем манекен-трансформер, в который вмонтированы датчики температуры и теплового потока, систему автоматического контроля и регистрации получаемых параметров, манекен-трансформер имеет возможность изменения антропометрических параметров в соответствии с размерами средств индивидуальной защиты, исключая влияние факторов несоответствия размеров манекена и средств индивидуальной защиты, а также имеет возможность изменения места расположения датчиков температуры и теплового потока для получения информации в контролируемых частях тела, при этом сменные элементы манекена с установленными в них датчиками могут быть повернуты на любой угол в плоскости их поворота для изменения места расположения датчиков температуры и теплового потока, и - проводить испытания средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.

Применение указанных способа и устройства повышает точность, надежность и информативность испытаний.

На фиг. 1 представлен испытательный стенд для проверки термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты, а на фиг. 2 - манекен-трансформер с изменяющимися антропометрическими параметрами.

Испытательный стенд (фиг. 1) размещен в двух помещениях и состоит из испытательной камеры 1, изготовленной из негорючих материалов, размеры которой позволяют свободно перемещать манекен-трансформер и проводить эксперименты при различных параметрах окружающей среды и тепловых воздействиях, и комнаты оператора 2.

Помещения имеют общую стену со смотровым окном 3 для визуального наблюдения за ходом эксперимента.

Испытательный стенд включает в себя:

- манекен-трансформер 4 с изменяющимися антропометрическими параметрами человека, изготовленный из негорючих материалов с вмонтированными в него датчиками температуры и теплового потока, закрепленный на специальной стойке 5 и перемещаемый автоматически в нужном направлении, причем руки и ноги манекена соединены с туловищем шарнирно, что позволяет придавать им любое удобное для проведения эксперимента положение, а крепление манекена на стойке позволяет надевать на него любые виды СИЗ, включая средства защиты рук, ног, головы, органов дыхания и зрения. Причем манекен-трансформер может иметь, например, каркас, на который надеваются сменные элементы для подбора параметров манекена соответствующих конкретному размеру тела человека, а сменные элементы имеют, например, отверстия для монтажа датчиков температуры и теплового потока. Вращая вокруг собственной оси сменные элементы можно произвести нужную ориентировку и фиксацию датчика для получения информации в нужной части тела. Согласно ГОСТ Р 53264-2009 «Техника пожарная. Специальная защитная одежда пожарных. Общие технические требования. Методы испытаний.» размеры различных типов спецодежды пожарных, а следовательно рост манекена-трансформера должен быть 1580-1880 мм, с объемом грудной клетки 960-1120 мм, а окружность головы 560-620 мм, что должен обеспечить набор сменных элементов. Все управляющие механизмы изготовлены в огнезащищенном исполнении;

- передвигаемые радиационные тепловые панели 6 высотой не менее 2 м для создания регулируемого теплового потока, имеющие в боковых и верхней частях отражательные экраны, а с тыльной стороны теплоизоляционные накладки для уменьшения тепловых потерь;

- четыре передвигаемые стойки 7, на каждой из которых находятся по две газовых горелки, расположение которых можно менять по высоте и углу наклона, с соплами определенной формы, с системой элетроподжига и системой регулирования интенсивности подачи на манекен пламени;

- систему вентиляции 8, в том числе для создания конвективных потоков различной интенсивности в окружающей рабочей газовоздушной среде;

- регулируемые по высоте переносные стойки 9 с расположенными на них датчиками температуры и теплового потока для контроля за параметрами окружающей рабочей среды;

- интегральные датчики температуры и влажности, позволяющие определять характеристики термоогнезащиты СИЗ в зависимости от влажности окружающей среды, потоотделения человека и т.п.;

- систему экстренного тушения 10 в случае возникновения нештатных ситуаций.

В комнате оператора 2 расположены: пульт управления манекеном, тепловыми панелями, газовыми горелками и автоматическая система регистрации и контроля на персональном компьютере с помощью специальной программы получаемых данных по параметрам окружающей рабочей среды в испытательной камере и характеристик термо-огнезащиты СИЗ в табличном виде, графически и в виде цветовой информации на силуэте человека, времени проведения эксперимента.

Способ для определения термоогнезащитных характеристик средств индивидуальной защиты, находящихся в рабочем положении на манекене-трансформере, путем проведения испытаний на воздействие опасных тепловых факторов на средства защиты, отличающийся тем, что на манекен-трансформер предварительно устанавливают сменные элементы и производят монтаж в них датчиков температуры и теплового потока путем вращения сменных элементов, ориентируют датчики в заданном положении, фиксируют их относительно манекена-трансформера, воздействуют на манекен посредством тепловых панелей газовых горелок для определения и снятия параметров термоогнезащиты средств индивидуальной защиты, изменяют антропологические параметры манекена-трансформера, расположение сменных элементов с датчиками и повторяют снятие параметров термоогнезащиты.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения дефектов в изделиях из керамических и полимерных композитных материалов, имеющих форму полых тел вращения. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют нагрев внутренней поверхности изделия потоком воздуха и обнаружение дефекта по изменению состояния температурного поля на внешней поверхности изделия, при этом нагрев осуществляют ламинарным потоком воздуха температурой 40-70°С, а изменение состояния температурного поля регистрируют в спектральном диапазоне 3-5 мкм в пределах различимой разницы температур 0,02°-0,05°С.

Изобретение относится к контролю технического состояния высоковольтного оборудования энергетического назначения, в частности к комплектным распределительным устройствам (КРУ) собственных нужд АЭС. Сущность: перед вводом КРУ в эксплуатацию внутрь его корпуса устанавливают калибровочный источник тепловыделения с температурой, равной максимально допустимой температуре рабочего элемента КРУ.

Изобретение относится к исследованию материалов, а именно, к неразрушающему контролю материалов и изделий активным тепловым методом и может быть использовано для сплошного автоматизированного контроля подповерхностных дефектов в крупногабаритных плоских изделиях, выполненных из композиционных материалов и сотовых структур и относящихся к авиационной, ракетной и космической отраслям промышленности.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и позволяет точно локализовать места течей в бассейнах выдержки отработавшего ядерного топлива атомных электростанций, а также в металлических резервуарах, заполненных жидкостью. Предложен способ контроля герметичности металлических резервуаров, заполненных жидкостью, включающий погружение в жидкость и перемещение с требуемой скоростью по поверхности резервуара несущей конструкции на колесах с основанием и закрепленными на нем датчиками, проведением контроля герметичности перемещением несущей конструкции на колесах по поверхности резервуара и с постоянной фиксацией координат основания.

Изобретение относится к автотракторной и машиностроительной областям для определения теплодинамических показателей блочно-модульной системы охлаждения тягово-транспортных средств. Способ заключается в установлении параметров теплодинамических показателей радиаторов блочно-модульной системы охлаждения, по которым рассчитывают величины тепловых функций во всем диапазоне работы двигателя, и позволяющих определить и построить общую характеристику температурно-динамического анализа работы охлаждающей системы автотракторного средства при работе на различных нагрузочных режимах работы двигателя.

Изобретение относится к оборудованию для механических испытании при повышенных температурах. Камера содержит прямоугольный корпус, теплоизоляцию, расположенные на боковых стенках внутри корпуса нагревательные элементы, соединенные с внешним источником питания.

Изобретения относятся к области измерительной техники и могут быть использованы для оценки надежности сложных пространственных конструкций из полимерных композиционных материалов. Способ автоматизированного ультразвукового термооптического неразрушающего контроля изделий из композитных материалов включает ультразвуковое возбуждение температурного поля в области дефекта, регистрацию температурного поля и выявление дефектных областей путем сравнения величины температурного поля с пороговым уровнем.

Изобретение относится к испытательной технике, преимущественно к технике проведения тепловых испытаний керамических обтекателей ракет при инфракрасном нагреве. Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение длительности нагрева испытуемой конструкции.

Изобретение относится к области измерительной техники. Способ оптического контроля безопасности эксплуатации конструкций из полимерных и металлополимерных композитных материалов включает использование оптоволоконной линии, которая содержит волоконные брэгговские решетки и выполнена в защитном акрилатном покрытии, интегрирование оптоволоконных линий на стадии изготовления в конструкцию из полимерных и металлополимерных композитных материалов, нагружение изготовленной конструкции из полимерных и металлополимерных композитных материалов с интегрированными оптоволоконными линиями, выбор локальных областей расположения волоконных брэгговских решеток в конструкции из полимерных и металлополимерных композитных материалов для проведения измерений механической деформации, измерение механической деформации в локальных областях интегрирования волоконных брэгговских решеток во всем диапазоне нагружения конструкции из полимерных и металлополимерных композитных материалов, сравнение величин измеренных механических деформаций с предельно допустимой величиной, формирование заключения о безопасности эксплуатации конструкции из полимерных и металлополимерных композитных материалов, согласно изобретению дополнительно выполняют следующие действия, а именно перед интегрированием оптоволоконной линии в конструкцию из полимерных и металлополимерных композитных материалов оптоволоконную линию погружают в раствор полисульфона марки ПСФФ-30 в диметилформамиде и выдерживают при температуре в диапазоне 20-30 °С в течение 7-8 ч, затем вынимают и просушивают на воздухе в течение 5-7 мин, а оптоволоконные линии интегрируют в конструкцию из полимерных и металлополимерных композитных материалов между слоями армирующего наполнителя в направлении армирования хотя бы одного из слоев армирующего наполнителя, при этом направление армирования второго слоя армирующего наполнителя не должно отличаться более чем на 45° от первого.

Способ определения степени повреждения силосов элеватора из монолитного железобетона характеризуется тем, что на люк загрузки зерна пустого наружного силоса устанавливают компрессор, с помощью которого создают избыточное давление внутри пустого силоса 200-500 Па атмосферным воздухом, подачу воздуха прекращают так, чтобы не было обратного хода воздуха, измеряют время, в течение которого давление воздуха внутри силоса снижается на 50% от первоначально созданного, при этом если такое время равно или составляет более 40 с, то силос герметичный, если указанное время составляет менее 40 с, то для определения степени повреждения и нахождения мест повреждений силоса производят повторное нагнетание избыточного давления 200-500 Па атмосферным воздухом, подогретым на 10-15°С, затем проводят обследование наружной поверхности наружных стен силоса при помощи тепловизионного оборудования, получают термографический отчет, по которому устанавливают максимальную и минимальную температуру на поверхности наружных стен силосного корпуса элеватора и по разности указанных температур определяют место и степень повреждения наружной стены наружного силоса элеватора.

Изобретение относится к области исследования свойств материалов и касается способов определения температурного воздействия на открытые стальные конструкции, в частности температуры огневого воздействия в результате пожара, и может быть использовано при проведении технической диагностики металлоконструкций различного назначения из ферромагнитных материалов.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2021-06-03 2023-02-14T11:40:29
Наверх