ES2313628T3 - Prodedimiento y disposicion para determinar la capacidad residual de aire respirable para un aparato de respiracion generador de oxigeno que funciona en circuito. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para determinar la capacidad residual de aire respirable en un aparato de respiración generador de oxígeno que funciona en circuito, con por lo menos un cartucho químico que está conectado a una bolsa de exhalación con un ventilador integrado y a una bolsa de inhalación con un tubo de inhalación, caracterizado porque la evolución de la presión y la temperatura del aire de inhalación durante la inhalación por parte del usuario, así como la presión y la cantidad de ciclos respiratorios se determinan individualmente a intervalos de tiempo predeterminados durante la utilización y el volumen de aire respirable en el intervalo de tiempo determinado se calcula a partir del mismo, teniendo en cuenta la temperatura del aire de inhalación y se sustraen de manera sucesiva del volumen respiratorio de salida de los cartuchos químicos.

Description

Procedimiento y disposición para determinar la capacidad residual de aire respirable para un aparato de respiración generador de oxígeno que funciona en circuito.

La presente invención se refiere a un procedimiento para determinar la capacidad residual del aire que respiramos para un aparato de respiración generador de oxígeno que funciona en circuito, con por lo menos un cartucho químico conectado a una bolsa de exhalación con un ventilador integrado y a una bolsa de inhalación con un tubo de inhalación, así como a una disposición para llevar a cabo dicho procedimiento.

Se conoce un aparato de respiración de este tipo que funciona en circuito con un indicador de consumo para el volumen de aire respirable aún disponible durante el tiempo de uso, por ejemplo, a partir del documento DE 44 11 560. Una válvula de exhalación va seguida de una bolsa de exhalación, en la que se aloja un ventilador. Se incrementa la presión de aire de exhalación con la ayuda del ventilador a través de dos cartuchos químicos dispuestos en paralelo. La resistencia respiratoria que el usuario tiene que superar durante la exhalación debido a dichos cartuchos químicos dispuestos aguas abajo se reduce considerablemente con la ayuda del ventilador. El producto químico contenido como un granulado en los cartuchos químicos se une a una parte del dióxido de carbono contenido en el aire exhalado y convierte este último en oxígeno en una reacción exotérmica. El aire enriquecido con oxígeno pasa a través de un filtro de partículas al interior de la bolsa de inhalación y a través de una válvula de inhalación hasta el usuario. El aparato de respiración generador de oxígeno que funciona como un dispositivo de aislamiento se puede utilizar, por ejemplo en los despliegues de brigadas antiincendios o de equipos de rescate en minas, durante un periodo mucho mayor que los aparatos de respiración de aire comprimido convencionales. Por ejemplo, se pueden concebir tiempos de funcionamiento de cuatro horas, basados en un volumen específico, medio, respiratorio, de 30 l/min. Dado que el tiempo de funcionamiento mencionado de acuerdo con un valor medio asumido del volumen respiratorio del usuario por minuto (volumen respiratorio por minuto) resulta muy impreciso, ya se ha propuesto un indicador de consumo acoplado al ventilador en dicho documento DE 44 11 560. De acuerdo con los parámetros del ventilador medidos, el suministro de gas respiratorio que se puede utilizar disponible se determina con la ayuda de una unidad de
evaluación.

Sin embargo, el indicador de consumo determinado con la ayuda de los parámetros del ventilador en los dispositivos conocidos es impreciso, dado que el consumo de productos químicos, es decir el consumo de gas respiratorio, o el volumen respiratorio por minuto, por una parte difiere en el caso de distintos usuarios y por otra parte, esencialmente depende de la carga del usuario, es decir, las condiciones de funcionamiento y respiratorias, y la temperatura determina el volumen respirado real. El indicador de consumo determinado de acuerdo con los parámetros del ventilador se tiene que recalibrar después de cada aplicación durante el mantenimiento. Además, dicho mantenimiento no puede tener lugar inmediatamente, sino a una temperatura del ventilador inferior a 30ºC.

Por lo tanto, el problema que da origen a la invención es concebir un procedimiento y una disposición para determinar la capacidad residual del aire respirable para un aparato de respiración generador de oxígeno que funciona en circuito, de manera que, durante el uso bajo condiciones dominantes, se indiquen los valores individuales exactos con respecto al aire respiratorio disponible en el momento determinado.

De acuerdo con la invención, este problema se soluciona con un procedimiento según las características de la reivindicación 1 y una disposición para llevar a cabo el procedimiento según las características de la reivindicación 7. En las reivindicaciones subordinadas se mencionan funcionamientos ventajosos de la invención.

La esencia de la invención consiste en la determinación de la evolución de la presión y la temperatura del aire de inhalación durante la inhalación por el usuario, mediante la cual se determinan la presión y la cantidad de ciclos respiratorios a intervalos de tiempo constantes predeterminados y el volumen de aire respirable real en el intervalo de tiempo establecido se calcula en base a ello teniendo en cuenta la temperatura y, a partir de la capacidad original, la capacidad respiratoria aún disponible de los cartuchos químicos del aparato de respiración se sustrae del valor anterior después de cada periodo de tiempo. La capacidad residual de aire respirable que aún queda se muestra, preferentemente en porcentaje, en cada momento durante el uso del aparato de respiración tomando como base el aire real consumido por el usuario y así, le ofrece un alto grado de seguridad. El indicador de consumo es independiente con respecto a los cambios relacionados con el dispositivo en el aparato de respiración y se puede preparar de inmediato para una aplicación posterior sin calibración e independientemente de la temperatura, además se puede utilizar seguidamente.

La duración de un intervalo de tiempo preferentemente es de veinte segundos. En el caso de no respiración o respiración extremadamente baja, se utiliza un valor fijo de 20 l/min. para el cálculo.

La disposición según la invención para llevar a cabo el procedimiento comprende una unidad de detección integrada en el tubo de inhalación del aparato de respiración, con un detector de presión para determinar la presión característica y un detector de temperatura para medir la temperatura del aire de inhalación que está fuertemente influido por la reacción exotérmica en los cartuchos químicos. La unidad de detección se conecta mediante una unidad de distribución a una unidad de representación y de evaluación. En dicha unidad de representación y de evaluación, el volumen de aire correspondiente a la temperatura determinada para el intervalo de tiempo preestablecido se determina con la cantidad establecida de ciclos respiratorios y su evolución de la presión respectiva. Este valor se sustrae en la unidad de representación y de evaluación de la capacidad inicial o de la capacidad residual que quedaba después del intervalo de tiempo precedente. La unidad de representación y de evaluación indica la capacidad residual establecida en el momento determinado en una pantalla.

En la unidad de representación y de evaluación se incorpora un aviso del tipo hombre muerto, además de un indicador de fallo, relacionado con la fuente de energía, conexiones eléctricas, el ventilador o el arranque, y un transmisor de señal para generar una señal cuando se alcanzan determinadas capacidades residuales.

Se explica un ejemplo de la forma de realización según la invención con mayor detalle, con la ayuda del dibujo, en las figuras individuales del mismo en las que se representa esquemáticamente un aparato de respiración generador de oxígeno con un indicador de consumo para una utilización prolongada.

El aparato de respiración comprende dos cartuchos químicos 1 dispuestos en un circuito en paralelo, estando dichos cartuchos químicos conectados mediante un distribuidor de aire 2 a una bolsa de exhalación 3 con el ventilador 4 albergado en esta última. Se integra una válvula de rebose 5 en la pared de la bolsa de exhalación 3. Se conecta un tubo flexible de exhalación 6 con una válvula de exhalación 7 a la bolsa de exhalación 3. Los cartuchos químicos 1 están provistos de una camisa de refrigeración 8 y llenos de un granulado de hiperóxido de potasio (KO_{2}) 21. Un tubo de conexión 9 conecta las salidas de los dos cartuchos químicos 1 a través de un filtro de partículas 10 hasta una bolsa de inhalación 11. Se prevé un tubo de inhalación 12, que entra en la bolsa de inhalación 11, provisto de una válvula de inhalación 13. La válvula de exhalación 7 y la válvula de inhalación 13 están conectadas a un control de válvula (que no se muestra).

El aire de exhalación enriquecido con dióxido de carbono fluye a través de la válvula de exhalación 7 abierta (con la válvula de inhalación 13 cerrada) al interior de la bolsa de exhalación 3 y se eleva la presión con la ayuda de un ventilador 4 mediante un distribuidor de aire 2 a través de cartuchos químicos 1 llenos de granulado KO_{2} 21. El dióxido de carbono contenido en el aire de exhalación se convierte en oxígeno en una reacción exotérmica con el hiperóxido de potasio. El aire enriquecido con oxígeno preparado de este modo pasa a través de un tubo de conexión 9 y de un filtro de partículas 10, en el que se retienen las partículas finas arrastradas desde el cartucho químico, en la bolsa de inhalación 11 y desde allí a través de la válvula de inhalación 13 ahora abierta y el tubo de inhalación 12, al usuario.

El aparato de respiración también comprende una fuente de energía 14 y una unidad de distribución 15 conectada a esta última. Aparte de un mecanismo de arranque automático 16 con arrancadores rápidos 17, así como un ventilador 4 y un casquillo de carga 18, también se conectan una unidad de detección 19 y una unidad de representación y de evaluación 20 a la unidad de distribución 15. La unidad de detección 19, que está asignada al tubo de inhalación 12, está provista de un detector de presión y de un detector de temperatura (que no se muestran en ningún caso).

Sobre la base de un volumen respiratorio asumido por minuto de 30 l/min., el tiempo de funcionamiento del aparato de respiración generador de oxígeno descrito anteriormente, con el tamaño de los dos cartuchos químicos 1 utilizados aquí que pueden suministrar un total de 7.200 litros de aire respirable, se remonta a cuatro horas. De hecho, el tiempo de funcionamiento puede ser mucho mayor o incluso mucho menor, dado que depende considerablemente de las condiciones determinadas de uso y de la condición física del usuario en concreto, es decir, la naturaleza se su respiración. La resistencia de inhalación en la forma de la evolución de la presión se mide en el tubo de inhalación 12 por medio del detector de presión, y la resistencia respiratoria en la forma de la altura máxima de los ciclos respiratorios se mide en intervalos de 20 segundos, en cada uno de los casos, y se determina su cantidad. Dado que la temperatura del gas de inhalación cambia dependiendo de la reacción exotérmica que tiene lugar en los cartuchos químicos 1 y el volumen también depende de la temperatura según la relación p.V/T = const., la temperatura del gas de inhalación también se mide continuamente con el detector de temperatura dispuesto en la unidad de detección 19. La información -nivel de presión, número de ciclos respiratorios y temperatura- establecida por la unidad de detección 19, en cada uno de los casos en un intervalo de 20 segundos, se envía a través de una unidad de distribución 15 a una unidad de representación y de evaluación, en la que se calcula el gas de inhalación inhalado -consumido- por el usuario en el intervalo de tiempo utilizando dicha información y dicho volumen de inhalación por unidad de tiempo -procediendo desde la capacidad original de 7200 litros- y se sustrae de forma repetida de la capacidad de aire respiratorio que aún queda en los cartuchos químicos 1. La capacidad residual en un momento determinado se calcula como un porcentaje y se presenta de este modo en la pantalla de la unidad de representación y de evaluación 20. En cada momento de su funcionamiento, el usuario obtiene así información referente al volumen respiratorio que ha consumido realmente bajo condiciones dominantes, es decir, el volumen de aire respirable que todavía queda en el momento concreto. La capacidad residual también se puede presentar en la forma de una representación gráfica en un "llenado de botella" en la pantalla. Si se alcanza una capacidad residual específica o se cae por debajo, la unidad de representación y de evaluación 20 genera una señal óptica y/o acústica por medio de un transmisor de señal.

Lista de números de referencia

1.

cartucho químico

2.

distribuidor de aire

3.

bolsa de exhalación

4.

ventilador

5.

válvula de rebose

6.

tubo flexible de exhalación

7.

válvula de exhalación

8.

camisa de refrigeración

9.

tubo de conexión

10.

filtro de partículas

11.

bolsa de inhalación

12.

tubo de inhalación

13.

válvula de inhalación

14.

fuente de energía

15.

unidad de distribución

16.

mecanismo de arranque automático

17.

arrancador rápido

18.

casquillo de carga

19.

unidad de detección

20.

unidad de representación y de evaluación

21.

granulado hiperóxido de potasio (KO_{2}), químico

Claims (12)

1. Procedimiento para determinar la capacidad residual de aire respirable en un aparato de respiración generador de oxígeno que funciona en circuito, con por lo menos un cartucho químico que está conectado a una bolsa de exhalación con un ventilador integrado y a una bolsa de inhalación con un tubo de inhalación, caracterizado porque la evolución de la presión y la temperatura del aire de inhalación durante la inhalación por parte del usuario, así como la presión y la cantidad de ciclos respiratorios se determinan individualmente a intervalos de tiempo predeterminados durante la utilización y el volumen de aire respirable en el intervalo de tiempo determinado se calcula a partir del mismo, teniendo en cuenta la temperatura del aire de inhalación y se sustraen de manera sucesiva del volumen respiratorio de salida de los cartuchos químicos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capacidad residual se calcula y se indica como un porcentaje.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capacidad residual se representa de forma gráfica en forma del grado de llenado de una botella.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se genera una señal de aviso cuando se alcanza una capacidad residual específica.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la duración de un intervalo de tiempo asciende a 20 segundos.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, en el caso de una respiración extremadamente baja o de no respiración, se fija un volumen respiratorio de 20 l/m con el fin de determinar la capacidad residual.

7. Disposición para llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 1, para un aparato de respiración generador de oxígeno que funciona en circuito, con por lo menos un cartucho químico que está conectado a una bolsa de exhalación con un ventilador integrado en la misma y a una bolsa de inhalación con un tubo de inhalación, caracterizado porque presenta una unidad de detección (19) asignada al tubo de inhalación (12), con un detector de presión para determinar la evolución de la presión durante la inhalación y un detector de temperatura para medir la temperatura del aire de inhalación, así como una unidad de representación y de evaluación (20) conectada mediante una unidad de distribución (15) a la unidad de detección (19), siendo utilizada dicha unidad de representación y de evaluación para determinar la cantidad de ciclos respiratorios a intervalos de tiempo preseleccionados, las presiones máximas de los ciclos respiratorios y la temperatura del aire de inhalación, así como para calcular el volumen de aire inhalado por el usuario determinado en la unidad de tiempo y la capacidad residual de volumen de aire respirable todavía disponible en un momento determinado.

8. Disposición según la reivindicación 7, caracterizada porque la unidad de representación y de evaluación (20) está provista de una pantalla para la indicación en porcentaje o gráfica de la capacidad residual del volumen de aire respirable.

9. Disposición según la reivindicación 8, caracterizada porque la unidad de representación y de evaluación (20) está provista de un transmisor de señal para la señalización óptica y/o acústica de las capacidades residuales específicas.

10. Disposición según la reivindicación 7, caracterizada porque una fuente de energía (12) y un casquillo de carga (18), así como un mecanismo de arranque automático (16), unos arrancadores rápidos (17) y el ventilador (4) se conectan a la unidad de distribución (15).

11. Disposición según la reivindicación 7, caracterizada porque se integra un aviso del tipo hombre muerto en la unidad de representación y de evaluación (20).

12. Disposición según la reivindicación 7, caracterizada porque la unidad de representación y de evaluación (20) está provista de una pantalla de fallo con respecto a la capacidad de la fuente de energía (14), las conexiones ausentes o defectuosas y los arrancadores rápidos (17) ausentes o gastados.