Підвищення захисної ефективності одноразових протипилових респіраторів

Abstract

Дисертація присвячена розробці шляхів підвищення захисної ефективності легких одноразових протипилових засобів індивідуального захисту органів дихання в умовах впровадження гармонізованих стандартів. Проведено аналіз методів випробувань за гармонізованими стандартами. Визначено параметри навколишнього середовища за яких забезпечується найкраща величина поверхневого заряду на матеріалі. Запропоновано метод з розрахунку показників фільтрувального матеріалу, що забезпечать високу очистку повітря за мінімального падіння тиску. Досліджена залежність параметрів конструктивних складових респіратора на його захисну ефективність. Обґрунтовані заходи щодо вдосконалення конструкції наголов’я та визначено оптимальні параметри клапану видиху. За результатами досліджень запропонована методика розрахунку параметрів фільтрувальних матеріалів з урахуванням впливу параметрів навколишнього середовища.

Диссертация посвящена разработке путей повышения защитных свойств легких одноразовых противопылевых средств индивидуальной защиты органов дыхания в условиях внедрения гармонизированных стандартов. Актуальность работы обусловлена тем, что высокая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны, а также трудности по нормализации условий труда по пылевому фактору, усиливают проблему по заболеваемости пневмокониозами. Одним из путей решения данной проблемы является применение высокоэффективных индивидуальных средств защиты органов дыхания (СИЗОД), но с введением в действие гармонизированных стандартов, большинство респираторов могут не пройти процедуру сертификации, поскольку не соответствуют требованиям. Анализ особенностей разработки конструкций СИЗОД показывает, что существующие методы не обеспечивают соответствующего качества фильтрующих материалов, из которых изготавливаются фильтры. Для повышения надежности защитной эффективности необходимо проведение исследований свойств многослойных фильтрующих материалов и разработка на их основе новых конструкций респираторов большой пылеемкости. Но независимо от их применения, СИЗОД должны соответствовать требованиям гармонизированных стандартов, в которых за основу взят совсем другой подход по оценке класса защиты. Проведенный анализ методов испытаний подтвердил необходимость использования большого количества образцов для получения результата с минимальной погрешностью, в отличие от существующего числа отбираемых образцов. Другим путем по приведению существующей конструкции к требованиям стандартов СИЗОД является использование многослойных заряженных фильтрующих материалов. Исследовано влияние величины заряда на поверхности фильтрующего материала на его защитную эффективность. Установлены величины температуры окружающей среды и влажности, при которых величина заряда является максимальной. В работе проведено сравнение между теоретическим расчетом коэффициента захвата и экспериментальными исследованиями закономерности осаждения аэрозольных частиц. В работе приведен метод расчета параметров фильтрующих материалов, которые обеспечат высокоэффективную очистку воздуха при минимальном перепаде давления на фильтре. Основываясь на вышеуказанном методе, был предложен вариант усовершенствования расчета с учетом влияния климатических условий, в которых будет использоваться данный респиратор. Была установлена зависимость температуры воздуха на изменение суммарной поверхности волокон для поддержания неизменных величин перепада давления и коэффициента проникания. В результате чего предложена методика расчета оптимальных диаметров волокон и дополнительных слоев материала из полипропиленовых фильтрующих материалов. Установлено, что оптимальным диаметром предварительного фильтра является 7,5 мкм. Предложены пути усовершенствования полумасок, которые улучшают эргономические показатели и повышают защитную эффективность. Определены конструктивные параметры полумаски с клапаном выдоха и четырьмя лентами крепления с учетом равномерного распределения нагрузки по линии обтюрации. Экспериментальные образцы прошли лабораторные испытания и рекомендованы к внедрению на предприятии ООО «Стандарт-2», которое специализируется на изготовлении и проверке качества средств индивидуальной защиты органов дыхания.

The dissertation is devoted to develop the ways of protective efficiency improving of the one time using dust mask within the harmonized standards implementation. The test methods of the harmonized standards are analyzed. Environment parameters that provide the best value of the material surface charge are set. Proposed the calculation method of the filtering material parameters that provide high air purification within minimal pressure drop. Dependence of the structural components parameters on the protective efficiency is investigated. There are based measures head harness modification and set the optimal exhalation valve parameters. Based on the testing proposed the method of material conditions calculation within the environmental parameters influence.