РОЗРОБКА НОВОЇ КОНСТРУКЦІЇ ФІЛЬТРУВАЛЬНОГО РЕСПІРАТОРА ДЛЯ ГІРНИКІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2026-6-27Ключові слова:
респіратор, смуга обтюрації, цифрова модель, антропометрія, пневмоконіозАнотація
Метою роботи є розробка нової конструкції фільтрувального респіратора для гірничих підприємств з урахуванням антропометричних параметрів облич працівників з покращеною формою смуги обтюрації. Використано метод оптичної тріангуляції для побудови 3D-моделі півмаски респіратора на основі визначення координат ключових антропометричних точок, а також функцію Гаусса радіального вигляду для згладжування та локальної підгонки моделі півмаски до топології обличчя користувача. Використано процес розробки півмаски на основі цифрового зображення обличчя, який складається з формування контурів півмаски за висотою і довжиною обличчя та визначення дизайну смуги обтюрації. Розроблено нову конструкцію фільтрувального респіратора з покращеною формою смуги обтюрації, яка враховує антропометрію обличчя користувача. Вдосконалено метод 3D-моделювання півмаски респіратора шляхом визначення координат ключових антропометричних точок облич потенційних користувачів методом оптичної тріангуляції. Запропоновано процес визначення площі прилягання смуги обтюрації півмаски до обличчя користувача. Встановлено, що зі збільшенням розміру півмаски площа контакту смуги обтюрації півмаски з обличчям зменшується, що пов’язано зі зміною геометрії самої півмаски. Визначено, що респіратор до 70 % своєї смуги обтюрації контактує з обличчям людини в ділянці щік. Наукова новизна полягає в удосконаленні процесу проєктування півмаски фільтрувального респіратора з використанням методу оптичної тріангуляції для побудови півмаски за ключовими антропометричними точками, а також функцію Гаусса радіального вигляду для локальної підгонки смуги обтюрації півмасок до топологічної структури обличчя користувача. Практична цінність полягає у розробці процесу процес визначення площі прилягання смуги обтюрації півмаски до обличчя користувача.
Посилання
Левченко О. Г., Полукаров Ю. О., Безушко О. М., Гончарова О. М. Порівняльна гігієнічна оцінка магнітних полів при різних способах контактного зварювання. Проблеми охорони праці в Україні. 2024. № 40 (1–2). С. 27–36. https://doi.org/10.36804/nndipbop.40-1-2.2024.27-36.
Чеберячко С. І., Фрундін В. Ю., Чеберячко Ю.І., Радчук Д.І. Дослідження ефективності конструкцій фільтрувальних коробок. Наукові вісті НТУУ «КПІ». 2017. № 2. С. 114–118. https://doi.org/10.20535/1810-0546.2017.2.99551.
Чеберячко С. І., Чеберячко Ю. І., Яворська О. О., Книш І. М. Проблеми перевірки захисних властивостей фільтрувальних респіраторів. Збірник наукових праць НГУ. 2018. № 55. С. 384–391.
Bazaluk O., Cheberiachko S., Cheberiachko Y., Deryugin O., Lozynskyi V., Knysh I., Saik P., Naumov M. Development of a dust respirator by improving the half mask frame design. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2021. Vol. 18 (10). 5482. https://doi.org/10.3390/ijerph18105482.
Чеберячко С., Дерюгін О., Мірненко B., Бородіна Н. Вибір ефективних фільтрувальних респіраторів. Проблеми і можливості. Social development and Security. 2020. № 10 (4). С. 23–41. https://doi.org/10.33445/sds.2020.10.4.3.
Cheberiachko S. I., Slavinskyi D. V., Cheberiachko Yu. I., Deryugin O. V. Mathematical model of air flow movement in a motorized filter respirator. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023. Vol. 3. Р. 97–103. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-3/097.
Strickland K. T., Bergman M. S., Xu S., Zhuang Z. A manikin-based assessment of loose-fitting powered air-purifying respirator performance at variable flow rates and work rates. Journal of Occupational and Environmental Hygiene. 2023. Vol. 20 (7). Р. 279–288. https://doi.org/10.1080/15459624.2023.2205481.
Litot O., Manko T. Study of the Influence of Surface Roughness of Carbon Fiber Reinforced Plastics on the Sealability of Disconnectable Joints in Rocket and Space Technology. Challenges and Issues of Modern Science. 2023. Vol. 1. Р. 263–265. URL: https://cims.fti.dp.ua/j/article/view/51.
Edirisooriya M., Haas E. Examining the Roles of Training, Fit Testing, and Safety Climate on User Confidence in Respiratory Protection: A Case Example with Reusable Respirators in Health Delivery Settings. Sustainability. 2023. Vol. 15 (17). 12822. https://doi.org/10.3390/su151712822.
Lei Z., Yang J. Contact Area Determination between a N95 Filtering Facepiece Respirator and a Headform. In: Duffy, V.G. (eds) Digital Human Modeling. ICDHM 2011. Lecture Notes in Computer Science. 2011. Vol. 6777. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-21799-9_13.
Yu M., Griffin L., Durfee W., Arnold S. Face anthropometry for filtering facepiece respirators: analysis of the association between facial dimensions and respirator fit. Annals of Work Exposures and Health. 2024. Vol. 68, Issue 3. P. 312–324. https://doi.org/10.1093/annweh/wxae005.
Xu M., Lee P., Collins D. The critical importance of mask seals on respirator performance: An analytical and simulation approach. PLoS ONE. 2021. Vol. 16 (2). e0246720. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0246720.
Chu C. H., Huang S. H., Yang C. K., Tseng C. Y. Design customization of respiratory mask based on 3D face anthropometric data. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 2015. Vol. 16. Р. 487–494. https://doi.org/10.1007/s12541-015-0066-5.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.




