герметичная теплозащитная обувь

Формула изобретения

Герметичная теплозащитная обувь, содержащая выполненные по форме ноги и установленные с зазором относительно одна другой внутреннюю и наружную оболочки, подошвы которых соединены между собой посредством стоек из теплоизоляционного материала, средство для подачи охлаждающего агента в зазор между оболочками и отвода нагретого агента, отличающаяся тем, что она имеет дополнительную оболочку, выполненную из пористого теплоизоляционного материала по форме ноги и закрепленную на внутренней оболочке на стороне, обращенной к ноге оператора, и дополнительное средство для предотвращения перегрева ноги оператора, представляющее собой набор герметичных капсул, закрепленных на внутренней стороне наружной оболочки, или на наружной стороне внутренней оболочки, или на указанных сторонах обеих оболочек, либо систему полостей, образованных выполнением внутренней и наружной оболочек с двойными стенками, при этом каждая капсула и полость заполнены веществом с температурой фазового перехода из твердого состояния в жидкое 40 150^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплозащитному изолирующему снаряжению для защиты от теплового излучения, а также вредных и отравляющих веществ при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ.

Известно, что определяющую роль в процессе нагрева элементов снаряжения пожарного играет излучение пламени. Нагрев поверхности снаряжения происходит также за счет конвективного теплообмена, обусловленного движением газовой среды. Перенос тепла осуществляется теплопроводностью. Поэтому обувь для защиты от воздействия теплового излучения и высокой температуры, а также отравляющих и вредных веществ жидких и газообразных должна обладать высокой отражающей способностью, минимальной теплопроводностью, влаго-, газонепроницаемостью, высокой ударной прочностью.

В существующих конструкциях теплозащитных и изолирующих костюмов применяется стандартная (или стандартная доработанная) обувь резиновые сапоги, ботинки в сочетании с теплоотражающими бахилами, выполненными из традиционного пакета теплозащитных материалов: верхний слой негорючий материал с нанесенным на него отражающим слоем; средний теплозащитный слой из пористых теплоизолирующих материалов с низким коэффициентом теплопроводности; внутренний слой подкладочный из хлопчатобумажной или вискозной ткани.

Подошва бахил выполняется из термостойкого износостойкого материала: металла, пластика, спилка, термостойкой резины.

В связи с возрастающими требованиями к теплозащитным костюмам и их элементам по времени действия, влаго-газонепроницаемости, массе, защищенности ног оператора от ударов, традиционные конструктивные решения представляются малоприемлемыми.

Вместе с тем известны и широко применяются в технике теплорассеивающие подсистемы защиты с конвективным охлаждением (В.В. Малоземов "Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов" М, "Машиностроение" 1986, с. 300, 305, 306, 307). Принцип действия таких подсистем основан на поглощении части теплового потока, проходящего через систему теплозащиты, газом или жидкостью с последующим отводом в специальное теплообменное устройство или сбросом в окружающую среду. В качестве теплообменного устройство целесообразнее всего применить радиационный теплообменник с фазовым переходом вещества из одного состояния в другое (испарение, плавление, сублимация) (В.В. Малоземов "Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов" М, "Машиностроение" 1986, с. 324, 325).

Для теплозащитного снаряжения целесообразнее всего использовать энергию фазового перехода из теплового состояния в жидкое. Вещества должны иметь достаточно высокую скрытую теплоту плавления. Температура плавления определяется двумя факторами: одна должна быть не ниже +40^oC -+45^oC (максимальная температура окружающей среды при нормальных условиях до +50^oC), верхний предел определяется из температуры применения компонента снаряжения.

В ряду этих веществ имеются такие, как, например, парафин, стеарин, нафталин, которые наряду со значительной скрытой теплотой плавления обладают высокой теплоемкостью. Например, парафин имеет C=0,8 ккал/кгград, то есть, нагрев теплообменника с парафином до температуры +100^oC +150^oC дает дополнительный эффект поглощения тепла 80 ккал/кг. Суммарный эффект при этом свыше 100 ккал/кг.

Известна герметичная теплозащитная обувь, содержащая выполненные в форме ноги и установленные с зазором относительно друг друга внутреннюю и наружную оболочки, подошвы которых соединены между собой посредством стоек из теплоизоляционного материала, и средство для подачи охлаждающего агента в зазор между оболочками и отвода нагретого агента (DE, патент N 3015598, кл. A 43 B 7/34, 1981). Это решение принято в качестве ближайшего аналога. Однако и оно не обеспечивает достаточной степени защиты ноги оператора. Задачей настоящего изобретения является создание обуви, позволяющей оператору длительное время работать при высоких температурах, и обладающей высокой прочностью и ударной стойкостью.

Решение указанной задачи обеспечивается тем, что герметичная теплозащитная обувь, содержащая выполненные по форме ноги и установленные с зазором относительно друг друга внутреннюю и наружную оболочки, подошвы которых соединены между собой посредством стоек из теплоизоляционного материала, средство для подачи охлаждающего агента в зазор между оболочками и отвода нагретого агента, имеет дополнительную оболочку, выполненную из пористого теплоизоляционного материала по форме ноги и закрепленную на внутренней оболочке на стороне, обращенной к ноге оператора, и дополнительное средство для предотвращения перегрева ноги оператора, представляющее собой набор герметичных капсул, закрепленных на внутренней стороне наружной оболочки или на наружной стороне внутренней оболочки или на указанных сторонах обеих оболочек, или систему полостей, образованных выполнением внутренней и наружной оболочек с двойными стенками, при этом каждая капсула и полость заполнена веществом с температурой фазового перехода из твердого состояния в жидкое, равной +40^oC +150^oC.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция обуви; на фиг. 2 вариант выполнения подошвы обуви, узел I на фиг. 1.

Герметичная теплозащитная обувь содержит выполненные по форме ноги и установленные с зазором "б" относительно друг другу внутреннюю 1 и наружную 2 оболочки, подошвы 3, 4 которых соединены между собой посредством стоек 5 из теплоизоляционного материала (пластиков, древесины твердых пород с огнезащитной подушкой), и средство подачи охлажденного агента в зазор между оболочками 1 и 2 и отвода нагретого агента. Это средство состоит из двух штуцеров 6, 7, установленных во фланце 8. Штуцер 7 связан с каналом для подачи охлажденного агента (система термостатирования защитного костюма), а штуцер 6 обеспечивает вывод нагретого агента. На внутренней оболочке 1 на стороне, обращенной к ноге оператора, закреплена дополнительная оболочка 9, выполненная из пористого теплоизоляционного материала по форме ноги. На внутренней стороне оболочки 9 закреплен слой резины 10 или прорезиненной ткани, исключающей попадание влаги во внутрь пористого теплоизоляционного материала. Обувь имеет средство для предотвращения перегрева ноги оператора, представляющее собой набор герметичных капсул 11, закрепленных на внутренней стороне наружной оболочки 2 или на наружной стороне внутренней оболочки 1, или на указанных сторонах обеих оболочек, или систему полостей 12, образованных выполнением внутренней 1 и наружной 2 оболочек с двойными стенками, при этом каждая капсула 11 и полость 12 заполнена веществом с температурой фазового перехода из твердого состояния в жидкое, равной +40^oC +150^oC. Во фланец 8 вклеено уплотнение 13.

Обувь используется следующим образом.

Обувь герметично подстыковывается к защитному костюму и подсоединяется к системе подачи охлаждающего агента, которые через штуцер 7 подается в зазор между оболочками 1 и 2. Продув агента (как правило охлажденный воздух) обеспечивает охлаждение ноги оператора. При попадании оператора в зону повышенной температуры вступает в действие средство для предотвращения перегрева ноги оператора. От нагрева происходит плавление вещества в капсулах 11 или в полостях 12, его переход из твердого состояния в жидкое и дополнительный съем тепла с оболочек 1, 2.

Таким образом, ноги оператора защищены от воздействия высоких температур и вредных веществ окружающей среды, что позволяет находиться в зоне работы длительное время.