RU207673U1 - Stand for imitation of human external respiration, intended for testing personal protective equipment of the human respiratory system - Google Patents

Stand for imitation of human external respiration, intended for testing personal protective equipment of the human respiratory system Download PDF

Info

Publication number
RU207673U1
RU207673U1 RU2021115555U RU2021115555U RU207673U1 RU 207673 U1 RU207673 U1 RU 207673U1 RU 2021115555 U RU2021115555 U RU 2021115555U RU 2021115555 U RU2021115555 U RU 2021115555U RU 207673 U1 RU207673 U1 RU 207673U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dhw
unit
exhalation
stand
inhalation
Prior art date
Application number
RU2021115555U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Дмитриевич Романов
Original Assignee
Андрей Дмитриевич Романов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Дмитриевич Романов filed Critical Андрей Дмитриевич Романов
Priority to RU2021115555U priority Critical patent/RU207673U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU207673U1 publication Critical patent/RU207673U1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B27/00Methods or devices for testing respiratory or breathing apparatus for high altitudes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Предложен стенд имитации внешнего дыхания человека, предназначенный для испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД). Он включает в себя раму, на которой смонтированы основной насос, создающий пульсирующий поток с разделенными линиями вдоха и выдоха с возможностью обеспечения возвратного движения газовоздушной смеси (ГВС) через СИЗОД, линию выдоха, содержащую блок увлажнения и подогрева, оснащенный расширительным бочком и системой подогрева, линию вдоха, выполненную в виде блока охлаждения ГВС, снабженного отводом для соединения с блоком имитации потребления кислорода, обеспечивающим отбор ГВС, включающий вспомогательный насос для отбора ГВС на фазе вдоха и выпуска ГВС в атмосферу на фазе выдоха, с возможностью приведения в действие сервоприводом и управления для имитации потребления кислорода в различных режимах дыхания. Также заявленное устройство содержит систему контроля газового состава, выполненную в виде газоанализатора, блок подачи углекислого газа, содержащий устройство регулирования расхода углекислого газа и пропускающий на фазе вдоха через клапан в основной насос углекислый газ, который смешивается с ГВС, и датчики, обеспечивающие обратную связь на блок управления, имеющий интерфейс для управления стендом, с возможностью имитировать разные режимы дыхания, включающий блок вычисления, выполненный в виде микроконтроллера, записывающий протокол испытания в автоматическом режиме, блок подачи азота, содержащий устройство регулирования расхода и давления азота и выполненный с возможностью пропускания азота на фазе вдоха через клапан в основной насос для смешивания с ГВС, при этом основной насос соединен с линиями вдоха и выдоха через обратные клапаны, при этом блок увлажнения и подогрева содержит термоэлектрический нагреватель, расположенный внутри контура блока увлажнения и подогрева.A stand for simulating external respiration of a person is proposed, intended for testing personal respiratory protection equipment (RPE). It includes a frame on which the main pump is mounted, which creates a pulsating flow with separated lines of inhalation and exhalation with the possibility of providing a return movement of the gas-air mixture (DHW) through the RPE, an exhalation line containing a humidification and heating unit equipped with an expansion barrel and a heating system, inspiratory line, made in the form of a DHW cooling unit, equipped with a tap for connection to a unit for simulating oxygen consumption, providing DHW extraction, including an auxiliary pump for DHW collection in the inhalation phase and release of DHW to the atmosphere in the exhalation phase, with the possibility of actuating by a servo drive and control to simulate oxygen consumption in different breathing modes. Also, the claimed device contains a gas composition control system, made in the form of a gas analyzer, a carbon dioxide supply unit containing a carbon dioxide flow control device and passing carbon dioxide through the valve into the main pump during the inhalation phase, which is mixed with hot water supply, and sensors providing feedback to a control unit having an interface for controlling the stand, with the ability to simulate different modes of breathing, including a calculation unit made in the form of a microcontroller, recording a test protocol in an automatic mode, a nitrogen supply unit containing a device for regulating the flow and pressure of nitrogen and made with the possibility of passing nitrogen to during the inspiration phase through the valve into the main pump for mixing with DHW, while the main pump is connected to the inspiratory and expiratory lines through check valves, while the humidification and heating unit contains a thermoelectric heater located inside the circuit of the humidification and heating unit.

Description

Полезная модель относится к устройствам для испытаний и исследований защитной дыхательной техники от воздействия внешних неблагоприятных факторов.The utility model relates to devices for testing and researching protective respiratory equipment against exposure to external adverse factors.

Известен стенд для испытания дыхательных аппаратов, содержащий побудитель движения воздуха, включающий насос с приводом, имеющим кривошипно-шатунный механизм (SU 720851 А1, 07.12.1984).Known stand for testing breathing apparatus, containing a stimulator of air movement, including a pump with a drive having a crank mechanism (SU 720851 A1, 07.12.1984).

Недостатком стенда для испытания дыхательных аппаратов является малый процент автоматизации, отсутствие контроля на каждом этапе, сложность получения проб для анализа, громоздкость конструкции.The disadvantages of the test bench for breathing apparatus are a small percentage of automation, lack of control at each stage, the complexity of obtaining samples for analysis, and the cumbersome structure.

Известен стенд для испытания дыхательных аппаратов, имитирующий дыхание человека и выполненный с возможностью соединения с дыхательным аппаратом, включающий побудитель движения воздуха, содержащий корпус, привод и связанную с ним камеру, выполненную с возможностью изменения своего объема, отличающийся тем, что упомянутая камера образована первым диском, который прикреплен к корпусу, торообразной гибкой оболочкой и вторым диском, который соединен с приводом, включающим электродвигатель и кривошипно-шатунный механизм, кривошип которого установлен на валу электродвигателя, а шатун шарнирно связан со вторым диском (RU 83109 U1, 20.05.2009).Known stand for testing breathing apparatus, simulating human breathing and configured to be connected to a breathing apparatus, including a stimulator for air movement, containing a housing, an actuator and an associated chamber made with the ability to change its volume, characterized in that the said chamber is formed by the first disk , which is attached to the body, by a toroidal flexible shell and a second disc, which is connected to a drive including an electric motor and a crank mechanism, the crank of which is mounted on the electric motor shaft, and the connecting rod is pivotally connected to the second disc (RU 83109 U1, 20.05.2009).

Недостатком данного стенда является малый процент автоматизации, отсутствие контроля на каждом этапе испытаний, а также возможность определения только одного показателя, а именно величины давления под маской на фазе вдоха и выдоха.The disadvantage of this stand is a small percentage of automation, lack of control at each stage of testing, as well as the ability to determine only one indicator, namely the value of pressure under the mask in the phase of inhalation and exhalation.

Известен стенд имитации внешнего дыхания человека, предназначенный для испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), состоящий из основного насоса, создающего пульсирующий поток и соединенного с линиями вдоха и выдоха и обеспечивающий круговое движение газо-воздушной смеси (ГВС) через клапаны с СИЗОД, линии выдоха, содержащей блок увлажнения и подогрева, линии вдоха, снабженной отводом, с которым соединен блок имитации потребления кислорода, включающий в себя вспомогательный насос, обеспечивающий пропорциональный отбор ГВС, системы контроля газового состава, выполненной в виде газоанализатора, блока подачи углекислого газа, содержащего устройство регулирования расхода углекислого газа и пропускающего на фазе вдоха через соответствующий клапан в основной насос углекислый газ, который затем смешивается с ГВС, а также датчиков, обеспечивающих обратную связь от всех блоков на блок управления, включающего в себя блок вычисления (SU 459242 А1, 05.02.1975).There is a known stand for simulating external respiration of a person, intended for testing personal protective equipment for respiratory organs (RPE), consisting of a main pump that creates a pulsating flow and connected to the lines of inhalation and exhalation and provides a circular movement of the gas-air mixture (DHW) through valves with RPE, an exhalation line containing a humidification and heating unit, an inhalation line equipped with a branch to which an oxygen consumption simulation unit is connected, including an auxiliary pump providing proportional DHW selection, a gas composition control system made in the form of a gas analyzer, a carbon dioxide supply unit containing a device for regulating the flow of carbon dioxide and passing carbon dioxide in the inhalation phase through the corresponding valve into the main pump, which is then mixed with hot water supply, as well as sensors providing feedback from all units to the control unit, which includes a calculation unit (SU 459242 A1, 05.02 .1975).

Недостатком данного стенда является малый процент автоматизации, сложность получения проб для анализа, низкая точность.The disadvantage of this stand is a small percentage of automation, the complexity of obtaining samples for analysis, and low accuracy.

Наиболее близким аналогом к полезной модели является Стенд имитации внешнего дыхания человека, предназначенный для испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (RU 186698 U1, 29.01.2019), автором которого является автор и заявитель настоящей полезной модели. Стенд имитации внешнего дыхания человека состоит из основного насоса, создающего пульсирующий поток и соединенный с линиями вдоха и выдоха с возможностью обеспечения возвратного движения газовоздушной смеси (ГВС) через клапаны с СИЗОД, линию выдоха, содержащую блок увлажнения и подогрева, линию вдоха, снабженную отводом для соединения с блоком имитации потребления кислорода, включающим вспомогательный насос, обеспечивающий пропорциональный отбор ГВС, систему контроля газового состава, выполненную в виде газоанализатора, блока подачи углекислого газа, содержащий устройство регулирования расхода углекислого газа и пропускающий на фазе вдоха через клапан в основной насос углекислый газ, который смешивается с ГВС, и датчики, обеспечивающие обратную связь на блок управления, включающий блок вычисления, отличающийся тем, что включает блок подачи азота, содержащий устройство регулирования расхода и давления азота и выполненный с возможностью пропускания азота на фазе вдоха через клапан в основной насос для смешивания с ГВС, и раму, на которой смонтированы все входящие в состав стенда средства и блоки, при этом основной насос соединен с линиями вдоха и выдоха через дополнительные клапаны, клапаны стенда представляют собой электромагнитные клапаны, блок увлажнения и подогрева на линии выдоха выполнен с расширительным бочком, линия вдоха содержит блок охлаждения ГВС, включенный перед отводом, соединенным с блоком имитации потребления кислорода, и блок поглощения углекислого газа из линии вдоха, блок имитации потребления кислорода включает вспомогательный насос для пропорционального отбора ГВС на фазе вдоха и выпуска ГВС в атмосферу на фазе выдоха, а блок подачи углекислого газа содержит устройство регулирования давления углекислого газа. Недостатком данного устройства является длительность цикла подготовки к началу испытания, в связи с долгим выходом на режим испытания, в который входит подогрев и увлажнение ГВС до температуры 37°С и влажности 100%. Существующими стандартами регламентируются условия испытания СИЗОД, в соответствии с которыми разрабатываются новые и проверяются характеристики выпущенных и допущенных к эксплуатации СИЗОД. Так, например, ГОСТ 12.4.292-2015, в таблице 6 «Режимы испытаний на установке ИЛ» установлены параметры, режимов испытаний, указанные в таблице на фиг. 10, в соответствии с которыми проводятся испытания СИЗОД.The closest analogue to the utility model is the Stand for imitation of human external respiration, designed for testing personal respiratory protection equipment (RU 186698 U1, 01/29/2019), the author of which is the author and applicant of this utility model. The stand for simulating external respiration of a person consists of a main pump that creates a pulsating flow and is connected to the lines of inspiration and expiration with the possibility of providing a return movement of the gas-air mixture (GVS) through valves with a respiratory protective equipment, an expiratory line containing a humidification and heating unit, an inspiratory line equipped with a branch for connections with a block for simulating oxygen consumption, including an auxiliary pump that provides proportional selection of hot water supply, a gas composition control system made in the form of a gas analyzer, a carbon dioxide supply unit containing a device for regulating the flow of carbon dioxide and passing carbon dioxide through the valve into the main pump during the inhalation phase, which is mixed with DHW, and sensors that provide feedback to the control unit, which includes a calculation unit, characterized in that it includes a nitrogen supply unit containing a device for regulating the flow and pressure of nitrogen and made with the possibility of passing nitrogen in the inhalation phase through the valve in the main an external pump for mixing with hot water, and a frame on which all the means and blocks included in the stand are mounted, while the main pump is connected to the inhalation and exhalation lines through additional valves, the stand valves are solenoid valves, a humidification and heating unit on the exhalation line made with an expansion barrel, the inspiratory line contains a DHW cooling unit connected before the outlet connected to the oxygen consumption simulation unit, and a carbon dioxide absorption unit from the inhalation line, the oxygen consumption simulation unit includes an auxiliary pump for proportional DHW extraction in the inhalation phase and DHW release in the atmosphere in the expiratory phase, and the carbon dioxide supply unit contains a device for regulating the carbon dioxide pressure. The disadvantage of this device is the duration of the preparation cycle for the start of the test, due to the long access to the test mode, which includes heating and humidifying the hot water supply to a temperature of 37 ° C and a humidity of 100%. The existing standards regulate the conditions for testing the RPE, in accordance with which new ones are developed and the characteristics of the released and approved RPE are checked. So, for example, GOST 12.4.292-2015, in table 6 "Test modes at the IL installation" are set the parameters, test modes indicated in the table in Fig. 10, in accordance with which the RPE tests are carried out.

Как видно из приведенной на фиг. 10 таблицы, для выхода на режим испытания установке «искусственные легкие» ГВС должна непременно соответствовать обоим условиям: температура 37°С и влажности 100%, при выбранном объеме легочной вентиляции. Время выхода на режим испытания Стенда имитации внешнего дыхания человека, предназначенный для испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (RU 186698 U1, 29.01.2019) составляет минимум 14 минут - при выходе на легкую нагрузку испытания; минимум 9 минут - при выходе на среднюю нагрузку испытания; минимум 27 минут - при выходе на тяжелую нагрузку испытания;As shown in FIG. 10 of the table, to enter the test mode for the "artificial lungs" installation, the hot water supply must certainly meet both conditions: a temperature of 37 ° C and a humidity of 100%, with a selected volume of pulmonary ventilation. The time to enter the test mode of the Stand for simulating external respiration of a person, designed for testing personal protective equipment of the respiratory system (RU 186698 U1, 01/29/2019) is at least 14 minutes - when entering a light test load; at least 9 minutes - when reaching an average test load; minimum 27 minutes - when entering a heavy load test;

необходимость постоянного контроля за дренажной системой стенда, в связи с возможностью его переполнения и контакта излишней влаги с приборами Стенда, а также необходимость периодической замены химического поглотителя известкового, в случае проведения испытаний с поглощением углекислого газа. the need for constant monitoring of the drainage system of the stand, due to the possibility of its overflow and contact of excess moisture with the devices of the stand, as well as the need to periodically replace the chemical lime absorber in case of tests with the absorption of carbon dioxide.

Техническая проблема – создание устройства аналогичного назначения стенду имитации внешнего дыхания человека (RU 186698 U1, 29.01.2019), лишенное вышеописанных недостатков, с улучшенными эксплуатационными и техническими характеристиками.A technical problem is the creation of a device for a similar purpose to a stand for imitating human external respiration (RU 186698 U1, 01/29/2019), devoid of the above-described disadvantages, with improved operational and technical characteristics.

Настоящая полезная модель позволяет решить техническую проблему благодаря замене и исключению некоторых операций, улучшенной автоматизации процесса, а также дополнением Стенда манекеном головы, для расширения спектра проводимых испытаний.The present utility model solves a technical problem by replacing and eliminating some operations, improved process automation, and the addition of a head mannequin to the Stand to expand the range of tests carried out.

Отличительные признаки настоящей полезной модели от стенда имитации внешнего дыхания человека, предназначенного для испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (RU 186698 U1, 29.01.2019):Distinctive features of this utility model from the stand for imitating human external respiration, intended for testing personal protective equipment for respiratory organs (RU 186698 U1, 01/29/2019):

меньшее количество производимых операций за счет применения обратных клапанов, помещением термоэлектрического нагревателя внутри контура блока увлажнения и подогрева, за счет чего набор необходимой температуры ГВС (согласно требованиям ГОСТ либо иным требованиям проведения испытания) происходит быстрее и без избыточной потери времени на нагрев поверхности патрубка, а также исключение дренажной системы и направлении конденсата в дальнейшую работу заявленной полезной модели;a smaller number of operations performed due to the use of check valves, by placing a thermoelectric heater inside the circuit of the humidification and heating unit, due to which the set of the required DHW temperature (according to the requirements of GOST or other test requirements) occurs faster and without excessive loss of time for heating the surface of the nozzle, and also the exclusion of the drainage system and the direction of condensate in the further operation of the declared utility model;

дополнение устройства манекеном головы для испытаний дыхательных аппаратов с маской или шлемом, способного поддерживать работу стенда, а также выполняющим функции подогрева внешнего слоя манекена головы и изменения размера головы.addition of a head dummy device for testing breathing apparatus with a mask or helmet, capable of supporting the operation of the bench, and also performing the functions of heating the outer layer of the head dummy and changing the size of the head.

Технический результат, достигаемый в полезной модели, заключается в ускорении набора необходимой температуры ГВС.The technical result achieved in the utility model is to accelerate the set of the required DHW temperature.

Сущность полезной модели заключается в достижении упомянутого технического результата путем создания стенда имитации внешнего дыхания человека, для испытания средств индивидуальной защиты органов дыхания человека (далее - Стенд имитации внешнего дыхания человека, либо Стенд), предназначенного для испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), состоящий из основного насоса, создающего пульсирующий поток, соединенного с линиями вдоха и выдоха и обеспечивающего возвратно-поступательное движение газовоздушной смеси (далее - ГВС) с СИЗОД, линии выдоха, содержащей блок увлажнения и подогрева, линии вдоха, снабженной отводом, с которым соединен блок имитации потребления кислорода, включающий в себя вспомогательный насос, обеспечивающий пропорциональный отбор ГВС, с возможностью приведения в действие сервоприводом и управления для имитации потребления кислорода в различных режимах дыхания, системы контроля газового состава, выполненной в виде газоанализатора, блока подачи и регулирования содержания углекислого газа, содержащего устройство регулирования и поддержания расхода углекислого газа и пропускающего на фазе вдоха через основной насос углекислый газ, который затем смешивается с ГВС, а также датчиков, обеспечивающих обратную связь от всех блоков на блок управления, включающего в себя функции вычисления и поддержания требуемых параметров, с возможностью имитировать разные режимы дыхания. Заявленная полезная модель может быть дополнена подогреваемым и надуваемым, манекеном головы, соединенным с линией вдоха и выдоха через герметично присоединенные патрубки, в которых расположены датчики измерения температуры, манекен головы включает в себя также датчик сопротивления и датчик измерения температуры, для поддержания требуемого значения температуры внешней части головы манекена, а также нагнетатель, для накачки манекена.The essence of the utility model is to achieve the aforementioned technical result by creating a stand for imitating human external respiration, for testing personal protective equipment for the human respiratory system (hereinafter - the Stand for imitating human external respiration, or the Stand), intended for testing personal respiratory protection equipment (RPE), consisting of a main pump that creates a pulsating flow, connected to the lines of inhalation and exhalation and provides a reciprocating movement of the gas-air mixture (hereinafter referred to as DHW) with the RPE, an exhalation line containing a humidification and heating unit, an inhalation line equipped with a branch to which the unit is connected oxygen consumption simulation, including an auxiliary pump that provides proportional DHW extraction, with the possibility of being actuated by a servo drive and control to simulate oxygen consumption in various breathing modes, a gas composition control system made in the form of a gas analyzer, a supply unit, and regulation of the content of carbon dioxide, containing a device for regulating and maintaining the flow of carbon dioxide and passing carbon dioxide through the main pump during the inhalation phase, which is then mixed with hot water supply, as well as sensors that provide feedback from all units to the control unit, which includes the functions of calculating and maintaining the required parameters, with the ability to simulate different breathing modes. The claimed utility model can be supplemented with a heated and inflatable head dummy connected to the inhalation and exhalation lines through hermetically sealed nozzles, in which temperature sensors are located, the head dummy also includes a resistance sensor and a temperature measurement sensor to maintain the required external temperature. parts of the mannequin's head, as well as a blower, for pumping the mannequin.

Согласно заявленной полезной модели все блоки стенда компактно смонтированы на единой раме, включающей основной насос, создающий пульсирующий поток, который соединен с линиями вдоха и выдоха через клапаны, при этом все клапаны стенда выполнены в виде обратных механических клапанов, блок увлажнения и подогрева на линии выдоха выполнен с расширительным бочком, линия вдоха содержит блок охлаждения ГВС, включенный в линию вдоха перед отводом, соединенным с блоком имитации потребления кислорода, вспомогательный насос блока имитации потребления кислорода обеспечивает пропорциональный отбор ГВС на фазе вдоха и выпускает ГВС в атмосферу на фазе выдоха, блок подачи и поддержания углекислого газа содержит устройство регулирования расхода углекислого газа, также введен блок подачи азота, содержащий устройство регулирования расхода азота и пропускающий азот на фазе вдоха через клапан в основной насос, в котором затем смешивается с основной ГВС.According to the declared utility model, all the units of the stand are compactly mounted on a single frame, including the main pump, which creates a pulsating flow, which is connected to the lines of inhalation and exhalation through valves, while all the valves of the stand are made in the form of mechanical check valves, a humidification and heating unit on the exhalation line made with an expansion barrel, the inspiratory line contains a DHW cooling unit connected to the inspiratory line before the outlet connected to the oxygen consumption simulation unit, the auxiliary pump of the oxygen consumption simulation unit provides proportional DHW withdrawal in the inhalation phase and releases DHW into the atmosphere during the exhalation phase, the supply unit and maintaining carbon dioxide contains a device for regulating the flow of carbon dioxide, a nitrogen supply unit is also introduced, containing a device for regulating the flow of nitrogen and passing nitrogen in the inhalation phase through the valve into the main pump, in which it is then mixed with the main hot water supply.

При этом в стенде:At the same time, in the stand:

блок управления, выполняющий вычислительную функцию и функцию управления стендом, выполнен в виде микроконтроллера;a control unit performing a computational function and a stand control function is made in the form of a microcontroller;

основной насос, соединен с сервоприводом и с помощью блока управления может воспроизводить любую кривую дыхания, копируя дыхание реальных людей;the main pump, connected to a servo drive and using the control unit, can reproduce any breathing curve, copying the breathing of real people;

блок управления имеет интуитивно понятный интерфейс пользователя, позволяющий управлять стендом в «одно касание», обеспечивает единый центр управления и сбора информации и записи протокола испытаний полностью в автоматическом режиме и выполняет также функцию управления и использующий обратную связь от датчиков, размещенных в каждом блоке, может имитировать любой режим «дыхания» и оперативно менять режимы по задаче пользователя;the control unit has an intuitive user interface that allows one-touch control of the stand, provides a single center for control and collection of information and recording a test report in a fully automatic mode and also performs a control function and uses feedback from sensors located in each unit, can simulate any "breathing" mode and quickly change modes according to the user's task;

вспомогательный насос приводится в действие сервоприводом, и под управлением блока управления может гибко управлять имитацией потреблением кислорода, имитируя различные режимы дыхания;the auxiliary pump is servo-driven, and under the control of the control unit, it can flexibly control the simulation of oxygen consumption, simulating different breathing modes;

На фиг. 1 изображен стенд имитации внешнего дыхания человека.FIG. 1 shows a stand for imitation of human external respiration.

На фиг. 2 изображен основной насос.FIG. 2 shows the main pump.

На фиг. 3 вспомогательный насос.FIG. 3 auxiliary pump.

На фиг. 4 изображен блок увлажнения и подогрева.FIG. 4 shows the humidification and heating unit.

На фиг. 5 изображен блок охлаждения ГВСFIG. 5 shows the DHW cooling unit

На фиг. 6 изображен блок увлажнения и подогрева вид сбоку.FIG. 6 shows a side view of the humidification and heating unit.

На фиг. 7 изображен вспомогательный насос, вид сбоку.FIG. 7 is a side view of the auxiliary pump.

На фиг. 8 изображена панель питания.FIG. 8 shows the power panel.

На фиг. 9 изображен внешний вид манекена головы человека в комплекте.FIG. 9 depicts the appearance of a complete human head mannequin.

На фиг. 10 изображена таблица Режимов испытаний по ГОСТ 12.4.292-2015.FIG. 10 shows a table of Test Modes in accordance with GOST 12.4.292-2015.

На фиг. 11 изображена часть протокола испытания СИЗОД - ШСС-ТМ.FIG. 11 shows part of the test protocol for RPE - SHSS-TM.

На фиг. 12 изображен график выхода на тяжелую нагрузку, согласно ГОСТ 12.4.292-2015.FIG. 12 shows a graph of reaching a heavy load, according to GOST 12.4.292-2015.

В состав стенда на фиг. 1 входят: основной насос 1, бак 2 блока увлажнения и подогрева, линия 3 «выдоха», линия 4 «вдоха», тройник 5 для подключения СИЗОД, блок 6 охлаждения ГВС; вспомогательный насос 7 блока имитации потребления кислорода; датчик 15 расхода газа, расширительный бачок 8 блока увлажнения и подогрева, микроконтроллер 9, система контроля газового состава, выполненная в виде газоанализатора 10 с точками расположения датчиков, система контроля температуры, в виде устройства измерения температуры 11 с точками расположения термопар (на данной фигуре 14), датчиками 12 измерения влажности, датчиком 13 измерения сопротивления воздушного потока. The stand in Fig. 1 includes: main pump 1, tank 2 of the humidification and heating unit, line 3 "exhalation", line 4 "inhalation", tee 5 for connecting the RPE, block 6 of DHW cooling; auxiliary pump 7 of the unit for simulating oxygen consumption; a gas flow sensor 15, an expansion tank 8 of a humidification and heating unit, a microcontroller 9, a gas composition control system made in the form of a gas analyzer 10 with sensor locations, a temperature control system in the form of a temperature measuring device 11 with thermocouple locations (in this figure 14 ), sensors 12 for measuring humidity, sensor 13 for measuring the resistance of the air flow.

Основной насос 1 на фиг. 2 содержит: сервопривод 16; обратный клапан 18 «выдоха»; обратный клапан 17 «вдоха»; сильфоны 20 основного насоса; штуцер 19 для подачи газа; датчик 21 верхнего положения винтовой гайки 22; винтовая гайка 22 основного насоса. The main pump 1 in FIG. 2 contains: servo motor 16; check valve 18 "exhalation"; check valve 17 "inhalation"; bellows 20 of the main pump; fitting 19 for gas supply; sensor 21 of the upper position of the screw nut 22; screw nut 22 of the main pump.

Вспомогательный насос 7 (см. фиг. 1) на фиг. 3 содержит: сервопривод 27 вспомогательного насоса; обратные клапаны 26 вспомогательного насоса; сильфон 23 вспомогательного насоса; датчик 24 верхнего положения винтовой гайки 25; винтовая гайка 25, датчик 15 (см. фиг. 1) расхода газа. The auxiliary pump 7 (see FIG. 1) in FIG. 3 contains: an auxiliary pump servo 27; check valves 26 of the auxiliary pump; bellows 23 of the auxiliary pump; sensor 24 of the upper position of the screw nut 25; screw nut 25, sensor 15 (see Fig. 1) gas flow.

Блок увлажнения и подогрева на фиг. 4 содержит: бак 2 (см. фиг. 1) блока увлажнения и подогрева в который поступает ГВС через соединение 31 с линией «выдоха» основного насоса, линия 3 «выдоха» (см. фиг. 1), патрубок 28 для присоединения датчика влажности, патрубок 29 для подлива воды из расширительного бачка 8 (см. фиг. 1), а также патрубок 33 слива конденсата из блока охлаждения ГВС соединенный с патрубком 32 термопары блока увлажнения и подогрева, патрубок 30 для отбора ГВС газовым анализатором, точку 14 (см. фиг. 1) расположения термопары, для контроля температуры ГВС на «выдохе».The humidification and heating unit in FIG. 4 contains: tank 2 (see Fig. 1) of the humidification and heating unit into which hot water is supplied through the connection 31 with the "exhalation" line of the main pump, the "exhalation" line 3 (see Fig. 1), a branch pipe 28 for connecting a humidity sensor , a branch pipe 29 for adding water from the expansion tank 8 (see Fig. 1), as well as a branch pipe 33 for draining condensate from the DHW cooling unit connected to the thermocouple branch pipe 32 of the humidification and heating unit, a branch pipe 30 for taking DHW with a gas analyzer, point 14 (see Fig. 1) the location of the thermocouple to control the DHW temperature on the "expiration".

Блок 6 (см. фиг. 1) охлаждения ГВС на фиг. 5 содержит: линию 4 «вдоха»; охладитель 36; отвод 34 забора ГВС в блок имитации для газового анализа и контроля температуры; патрубок 33 слива конденсата; соединение 35 с линией «вдоха» основного насоса. Block 6 (see Fig. 1) for DHW cooling in Fig. 5 contains: line 4 "inhalation"; cooler 36; tap 34 of the intake of hot water supply to the simulation unit for gas analysis and temperature control; condensate drain pipe 33; connection 35 to the "inspiration" line of the main pump.

Блок (см. фиг. 1) увлажнения и подогрева на фиг. 6 содержит: термоэлектрический нагреватель (ТЭН) 37; датчик 38 уровня воды; патрубок 32 термопары блока увлажнения и подогрева; дополнительный нагревательный элемент 39 ТЭН, расположенный внутри контура 40 блока увлажнения и подогрева; точка 14 расположения термопары на линии «выдоха».The block (see Fig. 1) of humidification and heating in Fig. 6 contains: thermoelectric heater (TEN) 37; water level sensor 38; nozzle 32 of the thermocouple of the humidification and heating unit; additional heating element 39 heating element located inside the loop 40 of the humidification and heating unit; point 14 of the location of the thermocouple on the "exhalation" line.

Панель питания на фиг. 7 содержит: кнопка 41 подачи питания; предохранитель 42 на 10 А, 220 В; розетка питания (IEC С 14) 43; штекер 44 для подключения азота; штекер 45 для подключения углекислого газа.The power panel in FIG. 7 contains: a power supply button 41; fuse 42 for 10 A, 220 V; power socket (IEC C 14) 43; plug 44 for nitrogen connection; plug 45 for connecting carbon dioxide.

Внешний вид манекена головы с патрубками на фиг. 8 содержит: устойчивую основу 46 для манекена головы; манекен головы 47; патрубок 48 ротового отверстия; патрубок линии 50 «вдоха»; патрубок линии 49 «выдоха».The appearance of the mannequin head with nozzles in FIG. 8 contains: a stable base 46 for a mannequin head; mannequin head 47; a branch pipe 48 of the mouth opening; a branch pipe of the line 50 "inhalation"; the branch pipe of the line 49 "exhalation".

Манекен головы с патрубками, вид сбоку на фиг. 9, содержит: устойчивую основу 46 для манекена головы (см. фиг. 8); основание 52 манекена головы; гибкий нагревательный элемент 51 манекена головы; эластичное покрытие 53 основания 52 манекена головы; патрубок 48 ротового отверстия, который объединяет патрубок 50 линии «вдоха» и патрубок 49 линии «выдоха»; датчик 57 сопротивления, расположенный в нижней части носа манекена 47 головы (см. фиг. 8); патрубок 58 для накачки манекена головы, расположенный в пространстве между основанием 52 для манекена головы, с расположенным на нем гибким нагревательным элементом 51 манекена головы, и эластичным покрытием 53 основания манекена головы; нагнетатель 59 с обратным клапаном; датчик 54 измерения влажности ГВС, расположенный в патрубке 49 линии «выдоха»; термопара 55 контроля температуры ГВС на «выдохе». Mannequin head with nozzles, side view in FIG. 9 contains: a stable base 46 for a mannequin head (see Fig. 8); base 52 of the mannequin head; flexible heating element 51 of the mannequin head; an elastic cover 53 of the base 52 of the mannequin head; a mouthpiece 48 that connects the “inhalation” tube 50 and the “exhalation” tube 49; a resistance sensor 57 located at the bottom of the nose of the head dummy 47 (see FIG. 8); a dummy head pumping nozzle 58 located in the space between the head dummy base 52, disposed thereon with a flexible head dummy heating element 51, and an elastic cover 53 of the head dummy base; a blower 59 with a check valve; sensor 54 for measuring the humidity of DHW, located in the branch pipe 49 of the line "exhalation"; thermocouple 55 for controlling the DHW temperature on "exhalation".

Таблица на фиг. 10 является выдержкой из ГОСТ 12.4.292-2015, в соответствии с параметрами которым проводятся испытания СИЗОД.The table in FIG. 10 is an extract from GOST 12.4.292-2015, in accordance with the parameters of which the RPE is tested.

На фиг. 11 изображена часть протокола испытания СИЗОД - ШСС-ТМ FIG. 11 shows part of the test protocol for RPE - SHSS-TM

В виду ежесекундного отражения в протоколе испытания информации, приведены сведения за период с 5 минут до 2 часов 5 минут, с интервалом в каждые 5 минут, где табличной форе отражаются сведения: времени испытания, режиме (выбранном, либо сформированном режиме нагрузки), температура бани (в баке блока увлажнения и подогрева), температура выдоха (температура в патрубке линии выдоха), выдох О2 (концентрация) в %, выдох СО2 (концентрация), выдох сопротивление, влажность выдох (ГВС на «выдохе»), вдох сопротивление, отбор (содержание) О2 (концентрация во «вдохе») в л/мин, данные газоанализаторов.In view of the every second reflection of information in the test report, information is given for the period from 5 minutes to 2 hours 5 minutes, with an interval of every 5 minutes, where the tabular handicap reflects information: test time, mode (selected or generated load mode), bath temperature (in the tank of the humidification and heating unit), expiratory temperature (temperature in the expiratory branch pipe), exhalation О2 (concentration) in%, exhalation of CO2 (concentration), exhalation resistance, exhalation humidity (DHW on "exhalation"), inhalation resistance, selection (content) О2 (concentration in "inhalation") in l / min, data from gas analyzers.

График на фиг. 12 отображает процесс сравнительных испытаний стендов имитации внешнего дыхания человека, путем построения зависимости набора температуры ГВС во времени стендом имитации внешнего дыхания человека (RU 186698 U1, 29.01.2019) и настоящей полезной модели, где длинным штрихом выделен временно-температурный график стенда (RU 186698 U1, 29.01.2019), где ТЭН размещен снаружи патрубка, линий в форме круглых точек выделен временно - температурный график настоящей полезной модели, где стенд расположен внутри патрубка. Сплошной линией выделен диапазон температуры 36,5-37,5°С, при соблюдении которого выполняются условия соблюдения требуемой температуры ГВС Стенда. Соблюдение условий для начала испытаний настоящей полезной модели произошло в 15 минут 16 секунд при температуре 36,90°С. Соблюдение условий для начала испытаний стенда (RU 186698 U1, 29.01.2019) произошло в 27 минут 13 секунд при температуре 36,90°С.The graph in FIG. 12 depicts the process of comparative tests of stands for simulating external respiration of a person, by plotting the dependence of the set of DHW temperature in time by a stand for simulating external respiration of a person (RU 186698 U1, 01/29/2019) and this utility model, where the time-temperature graph of the stand is highlighted with a long stroke (RU 186698 U1, 01/29/2019), where the heating element is located outside the branch pipe, lines in the form of round dots are temporarily highlighted - the temperature graph of the present utility model, where the stand is located inside the branch pipe. The solid line marks the temperature range of 36.5-37.5 ° C, when observed, the conditions for observing the required temperature of the stand's hot water supply are met. Compliance with the conditions for the start of testing of this utility model occurred in 15 minutes 16 seconds at a temperature of 36.90 ° C. Compliance with the conditions for the start of the test bench (RU 186698 U1, 01/29/2019) occurred in 27 minutes 13 seconds at a temperature of 36.90 ° C.

Стенд имитации внешнего дыхания человека работает следующим образом.The stand for imitation of human external respiration works as follows.

Основной насос 1, например сильфонного типа, (фиг. 1) осуществляет возвратно поступательные движения и создает пульсирующий поток, который за счет системы клапанов разделяется на линии «вдоха» 4 и «выдоха» 3, что достигается установкой обратных клапанов в разных направлениях. На фазе «выдоха» насос 1 приводится в действие серводвигателем 16, при этом клапан 17 «выдоха» открыт, а клапан 18 «вдоха» остается в закрытом положении. Через обратный клапан 17 «выдоха», находящийся в открытом положении, газовоздушная смесь (ГВС) из насоса поступает в бак 2 блока увлажнителя. В блоке увлажнения и подогрева ГВС нагревается до температуры (например) 37°С, при помощи находящегося внутри контура термоэлектронагревателя увлажняется до относительной влажности 95% и ГВС подается по линии 3 «выдоха» в тройник 5 (являющийся съемным элементом, герметично устанавливаемым на линии 4 «вдоха» и 3 «выдоха»). Через тройник 5 ГВС поступает в испытуемый образец СИЗОД. На фазе «вдоха» из образца СИЗОД ГВС поступает через тройник 5 в линию 4 «вдоха» в блок 6 охлаждения ГВС. В блоке 6 ГВС охлаждается до комнатной температуры и возвращается назад в насос 1. Имитация потребления кислорода осуществляется через вспомогательный насос 7, например мембранного типа. Он осуществляет возвратно-поступательные движения с помощью собственного сервопривода 27, создавая пульсирующий поток газа, разделенный посредством обратных клапанов 26. В случае, если необходимо провести испытания образца в режиме с поглощением СО2, задаются данные о необходимом уровне поддержания СО2 на микроконтроллере 9. Работой всего стенда управляет, блок управления в виде микроконтроллера 9, собирая информацию с системы контроля газового состава, выполненной в виде газоанализатора 10 и устройства измерения температуры 11 (включающий датчики 14, 32, 55, 56) и датчиков 12 и 54 измерения влажности.The main pump 1, for example a bellows-type pump (Fig. 1), carries out reciprocating movements and creates a pulsating flow, which, due to the system of valves, is divided into the lines of "inhalation" 4 and "exhalation" 3, which is achieved by installing check valves in different directions. In the "exhalation" phase, the pump 1 is driven by the servomotor 16, while the "exhalation" valve 17 is open, and the "inhalation" valve 18 remains in the closed position. Through the "exhalation" check valve 17, which is in the open position, the gas-air mixture (DHW) from the pump enters the tank 2 of the humidifier unit. In the humidification and heating unit, DHW is heated to a temperature (for example) of 37 ° C, with the help of a thermoelectric heater located inside the circuit, it is humidified to a relative humidity of 95% and DHW is supplied through line 3 of the "exhalation" to tee 5 (which is a removable element, hermetically installed on line 4 "Inhalation" and 3 "exhalation"). Through the tee 5 GVS enters the tested sample of the RPE. At the “inhalation” phase, from the sample RPE, DHW flows through the tee 5 into the “inhalation” line 4 to the DHW cooling unit 6. In block 6, DHW is cooled to room temperature and returned back to pump 1. Oxygen consumption is simulated through an auxiliary pump 7, for example of a membrane type. It carries out reciprocating movements using its own servo drive 27, creating a pulsating gas flow, separated by check valves 26. If it is necessary to test a sample in a mode with CO 2 absorption, data on the required level of CO 2 maintenance on the microcontroller 9 is set. The operation of the entire stand is controlled by a control unit in the form of a microcontroller 9, collecting information from a gas composition control system made in the form of a gas analyzer 10 and a temperature measuring device 11 (including sensors 14, 32, 55, 56) and humidity measurement sensors 12 and 54.

Основной насос 1 (фиг. 2) создает пульсирующий поток. Два соединенных между собой сильфона 20 основного насоса 1 приводятся в движение сервоприводом 16. Винтовая гайка 22 движется в вертикальной плоскости до датчика верхнего положения винтовой гайки 21. Обратные клапаны 17 «выдоха» и 18 «вдоха» открываются на фазах «выдоха» и «вдоха» соответственно. Программа движения для сервопривода 16 задается микроконтроллером 9 (фиг. 1). Контроль частоты и глубины дыхания осуществляется автоматически и поддерживается электронными системами стенда. Клапан 18 «вдоха» открывается на фазе «вдоха» и пропускает в сильфоны 20 ГВС в основной насос, к которому добавляются газы СО2 и азот (N2). Штуцер 19 предназначен для подачи газа СО2 и азот (N2) в сильфон 20.The main pump 1 (Fig. 2) creates a pulsating flow. Two connected bellows 20 of the main pump 1 are driven by a servo drive 16. The screw nut 22 moves in a vertical plane to the upper position sensor of the screw nut 21. The check valves 17 "exhalation" and 18 "inhalation" open in the phases of "exhalation" and "inhalation"" respectively. The movement program for the servo drive 16 is set by the microcontroller 9 (Fig. 1). The frequency and depth of breathing is controlled automatically and is supported by the electronic systems of the stand. The "inhalation" valve 18 opens in the "inhalation" phase and passes 20 DHW into the bellows into the main pump, to which gases CO 2 and nitrogen (N 2 ) are added. Nozzle 19 is designed to supply gas CO 2 and nitrogen (N 2 ) to the bellows 20.

Вспомогательный насос 7 (фиг. 1) блока имитации потребления кислорода осуществляет отбор ГВС через клапан 26 из отвода 34 для присоединения блока имитации потребления кислорода по линии 4 «вдоха» на фазе «вдоха» и возвращает ее в атмосферу. Винтовая гайка 25 приводимая в действие приводом 27, движется в вертикальной плоскости, растягивая сильфон 23 вспомогательного насоса 7, до датчика 24 верхнего положения винтовой гайки 25, создавая тем самым пульсирующий поток. Отобранный объем ГВС контролируется датчиком 15 расхода (фиг. 1) на каждом шаге и при необходимости корректируется микроконтроллером 9 (фиг. 1), изменяя программу движения привода 27. Поток ГВС разделяется обратными клапанами 26, работающими в противоположном направлении.The auxiliary pump 7 (Fig. 1) of the oxygen consumption simulation unit selects hot water through the valve 26 from the outlet 34 to connect the oxygen consumption simulation unit through the “inhalation” line 4 in the “inhalation” phase and returns it to the atmosphere. The screw nut 25, driven by the drive 27, moves in a vertical plane, stretching the bellows 23 of the auxiliary pump 7, up to the sensor 24 of the upper position of the screw nut 25, thereby creating a pulsating flow. The sampled volume of DHW is controlled by the flow sensor 15 (Fig. 1) at each step and, if necessary, is corrected by the microcontroller 9 (Fig. 1), changing the program of movement of the drive 27. The DHW flow is separated by check valves 26 operating in the opposite direction.

В баке 2 блока увлажнения и подогрева (см. фиг. 1) ТЭН 37 нагревает воду (фиг. 6). Температура воды контролируется термопарой 32 блока увлажнения и подогрева. Поступающая от насоса ГВС нагревается в баке 2 до температуры (например) 37°С и увлажняет до относительной влажности 95%, а так же подогреваясь дополнительным нагревательным элементом 39, расположенным внутри контура 40 блока увлажнения и подогрева. Контроль и поддержание температуры и влажности осуществляется автоматически микроконтроллером 9 (фиг. 1). В линии 3 «выдоха» предусмотрен патрубок 28 для присоединения датчика влажности 12 (фиг. 1). А также патрубок 30 для отбора ГВС на газовый анализ. Уровень воды в баке 2 контролируется датчиком 38. При поступлении сигнала от датчика 30 уровня воды на микроконтроллер 14 (фиг. 1), вода доливается автоматически из расширительно бачка 13 (фиг. 1) блока увлажнения через патрубок 27. Расширительный бачок 13 (фиг. 1) оснащен датчиком уровня воды, при поступлении сигнала с которого микроконтроллер 14 (фиг. 1) выдает сообщение о необходимости пользователю стенда долить воды в расширительный бачок 13 (фиг. 1).In the tank 2 of the block of humidification and heating (see Fig. 1), the heating element 37 heats the water (Fig. 6). The water temperature is controlled by thermocouple 32 of the humidification and heating unit. The DHW supplied from the pump is heated in tank 2 to a temperature (for example) of 37 ° C and humidifies to a relative humidity of 95%, as well as being heated by an additional heating element 39 located inside the circuit 40 of the humidification and heating unit. Control and maintenance of temperature and humidity is carried out automatically by the microcontroller 9 (Fig. 1). In the line 3 "exhalation" there is a branch pipe 28 for connecting a humidity sensor 12 (Fig. 1). And also a branch pipe 30 for the selection of hot water supply for gas analysis. The water level in the tank 2 is monitored by the sensor 38. When a signal from the water level sensor 30 arrives at the microcontroller 14 (Fig. 1), water is added automatically from the expansion tank 13 (Fig. 1) of the humidification unit through the pipe 27. The expansion tank 13 (Fig. 1). 1) is equipped with a water level sensor, upon receipt of a signal from which the microcontroller 14 (Fig. 1) issues a message about the need for the user of the stand to add water to the expansion tank 13 (Fig. 1).

Блок 7 (фиг. 1) охлаждает ГВС, поступающий по линии 4 «вдоха». Блок 7 охлаждения ГВС представляет собой радиатор, например алюминиевый, снабженный вентиляторами, особой конструкции обеспечивающий охлаждение ГВС до комнатной температуры при любой легочной вентиляции. Для контроля газового состава и температуры, ГВС забирается через отвод 34 в блок имитации потребления кислорода и газоанализатором. Конденсат сливается по патрубку 33 блока охлаждения ГВС в бак 2 блока увлажнения и подогрева.Unit 7 (Fig. 1) cools the DHW supplied through the "inhalation" line 4. Block 7 for DHW cooling is a radiator, for example, aluminum, equipped with fans, of a special design that provides DHW cooling to room temperature with any pulmonary ventilation. To control the gas composition and temperature, DHW is taken through the outlet 34 to the unit for simulating oxygen consumption and a gas analyzer. The condensate is drained through the branch pipe 33 of the DHW cooling unit into tank 2 of the humidification and heating unit.

На боковине стенда находится панель питания. Панель питания служит для подведения питания к стенду. Розетка 43 (220 в 50 Гц, 10 А) имеет заземление. Кнопка 41 подает питание на весь стенд. Предохранитель 42 (220 В, 10А) защищает весь стенд.There is a power panel on the side of the stand. The power panel is used to supply power to the stand. Socket 43 (220 V 50 Hz, 10 A) is grounded. Button 41 supplies power to the entire stand. Fuse 42 (220 V, 10A) protects the entire stand.

Штекер 44 для подключения азота, штекер 45 для подключения углекислого газа служат для подачи газов из баллонов в стенд до 2 атм.Plug 44 for connecting nitrogen, plug 45 for connecting carbon dioxide are used to supply gases from cylinders to the stand up to 2 atm.

При подключении головы манекена 47 к стенду, забор и движение ГВС производится через патрубок линии 50 «вдоха» соединенный с линией 4 «вдоха» и патрубок 49 линии «выдоха» герметично соединенного с линией 3 «выдоха» соответственно при помощи переходника, выполненного в виде гибкого шланга. Герметичность присоединения линий с патрубками обеспечивается, например, при помощи хомутов. При подключении манекена головы к стенду тройник 5 не используется.When the head of the dummy 47 is connected to the stand, the intake and movement of hot water is carried out through the branch pipe of the "inhalation" line 50 connected to the "inhalation" line 4 and the branch pipe 49 of the "exhalation" line hermetically connected to the "exhalation" line 3, respectively, using an adapter made in the form flexible hose. The tightness of the connection of lines with branch pipes is ensured, for example, by means of clamps. When connecting the mannequin head to the stand, tee 5 is not used.

Подкачка манекена головы осуществляется следующим образом: от нагнетателя 59 с обратным клапаном, например груша тонометра с клапаном спуска, поступает избыточное давление чрез патрубок 58 для накачки и сброса давления манекена головы до необходимого значения, для обтюрации СИЗОД. Открывая обратный клапан (клапан спуска) нагнетателя 59, избыточное давление в пространстве между эластичным покрытием 53 основания манекена головы и гибким нагревательным элементом 51 манекена головы разряжается, направляя избыточное давление через патрубок 58 для накачки и сброса давления манекена головы в атмосферу. The pumping of the head mannequin is carried out as follows: from a compressor 59 with a check valve, for example a tonometer bulb with a release valve, excess pressure is supplied through the pipe 58 for pumping and relieving the pressure of the head dummy to the required value for obturation of the RPE. By opening the check valve (release valve) of the blower 59, the excess pressure in the space between the elastic cover 53 of the base of the head dummy and the flexible heating element 51 of the dummy head is discharged, directing the excess pressure through the port 58 to inflate and depressurize the dummy head into the atmosphere.

Гибкий нагревательный элемент 51 манекена головы нагревает эластичное покрытие 53 основания манекена головы до температуры, например 36°С, контролируемой при помощи датчика 56, расположенного в пространстве между эластичным покрытием 53 основания манекена головы и гибким нагревательным элементом 51 манекена головы, контролируется устройством 11 измерения температуры и микроконтроллером 9. Измерение сопротивления воздушному потоку датчиком 57 распложенным, в любой части подмасочного пространства, например в нижней части носа манекена головы 47, осуществляется при «выдохе» через патрубок 49 и «вдохе» через патрубок 50, при этом контроль влажности ГВС на выдохе осуществляется датчиком 54 влажности и датчиком 55 температуры.The flexible heating element 51 of the head mannequin heats the elastic cover 53 of the base of the head dummy to a temperature, for example 36 ° C, monitored by a sensor 56 located in the space between the elastic cover 53 of the base of the head dummy and the flexible heating element 51 of the head dummy, controlled by the temperature measuring device 11 and a microcontroller 9. The measurement of the air flow resistance by the sensor 57 located in any part of the mask space, for example, in the lower part of the nose of the head dummy 47, is carried out when "exhaling" through the pipe 49 and "inhaling" through the pipe 50, while controlling the DHW humidity on exhalation carried out by a humidity sensor 54 and a temperature sensor 55.

Использование стенда при проведении динамических испытаний образцов СИЗОД за счет увеличении уровня автоматизации, записи протокола испытаний в полностью автоматическом режиме и с учетом информации от датчиков, размещенных в каждом блоке, и фиксации всех параметров дыхания «вдоха» и «выдоха» позволяет стенду имитировать любой режим «дыхания» и оперативно менять режимы по задаче пользователя.The use of the stand when carrying out dynamic tests of RPE samples by increasing the level of automation, recording the test report in a fully automatic mode and taking into account information from the sensors located in each block, and fixing all breathing parameters "inhalation" and "exhalation" allows the stand to simulate any mode "Breathing" and quickly change the modes according to the user's task.

При использовании манекена головы, соединенного со Стендом, возможно проведение динамических испытаний СИЗОД с лицевыми частями, в том числе опасных для жизни и здоровья человека средах, а также путем размещения манекена головы, соединенного со Стендом в камеру для испытаний.When using a head dummy connected to the Stand, it is possible to carry out dynamic tests of the RPE with front parts, including environments hazardous to human life and health, as well as by placing the head dummy connected to the Stand in the test chamber.

Это повышает точность определения времени защитного действия любых видов СИЗОД и позволяет использовать стенд для проведения всех видов испытаний (приемо-сдаточных, сертификационных и т.д.), а так же для решения исследовательских задач и задач разработки новых видов СИЗОД.This increases the accuracy of determining the time of the protective action of any type of RPE and allows using the stand for all types of tests (acceptance, certification, etc.), as well as for solving research problems and tasks of developing new types of RPE.

Во время испытания СИЗОД ведется протокол, где отражаются данные хода испытаний, как отражено на фиг. 11. During the testing of the RPE, a protocol is kept, which reflects the test progress data, as reflected in Fig. eleven.

Исключение дренажной системы слива конденсата блока охлаждения ГВС путем направления влаги в бак блока увлажнителя, избегая, тем самым, процесса слива и очистки дренажной системы, представленной в ближайшем аналоге заявленной полезной модели, оптимизировало процесс.The elimination of the drainage system for draining the condensate of the DHW cooling unit by directing moisture into the tank of the humidifier unit, thereby avoiding the process of draining and cleaning the drainage system presented in the closest analogue of the claimed utility model, optimized the process.

Помещение термоэлектрического нагревателя внутри контура блока увлажнения и подогрева (ранее в наиболее близком аналоге заявленной полезной модели термоэлектрический нагреватель располагался снаружи контура блока увлажнения и подогрева, о чем можно судить по фиг. 1, фиг. 3 и фиг. 4, где дополнительный нагревательный элемент, обозначенный значением 33, изображен поверх линии выдоха, также как и в практическом исполнении выполняется с размещенным дополнительным нагревательным элементом поверх патрубка), обеспечил более быстрый набор необходимой температуры (согласно требованиям ГОСТ либо иным требованиям проведения испытания) ГВС на «выдохе». Подтверждением более быстрого выхода на режим испытания могут служить сличительные испытания. Так как заявитель настоящей полезной модели и полезной модели наиболее близкого аналога полезной модели совпадают, а также является производителем Стенда, проведение сравнительных испытаний является наиболее удобным способом подтверждения.The placement of the thermoelectric heater inside the circuit of the humidification and heating unit (earlier, in the closest analogue of the claimed utility model, the thermoelectric heater was located outside the circuit of the humidification and heating unit, as can be seen from Fig. 1, Fig. 3 and Fig. 4, where an additional heating element, denoted by the value 33, is shown over the expiratory line, as well as in the practical version it is performed with an additional heating element placed over the nozzle), provided a faster set of the required temperature (according to the requirements of GOST or other test requirements) of DHW on "exhalation". Comparative tests can serve as confirmation of a faster entry into the test mode. Since the applicant of the present utility model and the utility model of the closest analogue of the utility model coincide, and is also the manufacturer of the Stand, comparative tests are the most convenient way of confirmation.

Для проведения сравнительных испытаний одновременно включаются Стенды, являющиеся полезной моделью RU 186698 U1, 29.01.2019 и настоящая полезная модель:To conduct comparative tests, the Stands, which are the utility model RU 186698 U1, 01/29/2019, and the present utility model are simultaneously included:

Исходные данные: помещение: единое для обоих стендов, температура -22°С.. Initial data: room: the same for both stands, temperature -22 ° С. ...

Показатели времени выхода на режим (по ГОСТ 12.4.292-2015) заявленной полезной модели:Indicators of the time to reach the mode (according to GOST 12.4.292-2015) of the declared utility model:

Режим 1 Легкая нагрузка - 3 минуты.Mode 1 Light load - 3 minutes.

Режим 2 Средняя нагрузка - 6 минут.Mode 2 Medium load - 6 minutes.

Режим 3 Тяжелая нагрузка - 16 минут.Mode 3 Heavy load - 16 minutes.

Показатели времени выхода на режим (по ГОСТ 12.4.292-2015) наиболее близкого аналога полезной модели:Indicators of the time to reach the mode (according to GOST 12.4.292-2015) of the closest analogue of the utility model:

Режим 1 Легкая нагрузка - 11 минут.Mode 1 Light load - 11 minutes.

Режим 2 Средняя нагрузка - 9 минут.Mode 2 Medium load - 9 minutes.

Режим 3 Тяжелая нагрузка - 27 минут.Mode 3 Heavy load - 27 minutes.

Таким образом, время выхода на режим испытания представленной полезной модели быстрее на: Thus, the time to enter the test mode of the presented utility model is faster by:

Режим 1 Легкая нагрузка - 8 минут.Mode 1 Light load - 8 minutes.

Режим 2 Средняя нагрузка - 3 минуты.Mode 2 Medium load - 3 minutes.

Режим 3 Тяжелая нагрузка - 11 минут.Mode 3 Heavy load - 11 minutes.

Процесс температурного выхода на режим испытаний полезной модели RU 186698 U1, 29.01.2019 и настоящей полезной модели отражен в графике (фиг. 12).The process of temperature reaching the test mode of the utility model RU 186698 U1, 01/29/2019 and the present utility model is reflected in the graph (Fig. 12).

Эксплуатационные и технические характеристики настоящей полезной модели взаимосвязаны между собой. Улучшение технических характеристик влечет улучшение эксплуатационных характеристикThe operational and technical characteristics of this utility model are interconnected. Improved performance leads to improved performance

Под эксплуатационными характеристиками в настоящем описании подразумеваются характеристики, отражающие удобство использования оператором полезной модели. In the present description, the operational characteristics mean characteristics reflecting the ease of use by the operator of the utility model.

Улучшение эксплуатационных характеристик достигается за счет меньшего количества операций над устройством, совершаемых оператором устройства, как более короткий период времени выхода на режим испытания; исключение процесса слива конденсата и очистки дренажной системы, представленной в ближайшем аналоге заявленной полезной модели, что оптимизировало процесс эксплуатации устройства.Improved performance is achieved through fewer device operations by the device operator, as a shorter period of time to enter the test mode; exclusion of the process of draining condensate and cleaning the drainage system, presented in the closest analogue of the declared utility model, which optimized the process of operating the device.

Под техническими характеристиками в настоящем описании подразумеваются совокупность технических свойств и параметров устройства, влияющие на процесс работы устройства. In the present description, technical characteristics mean a set of technical properties and parameters of a device that affect the operation of the device.

Улучшение технических характеристик достигается за счет технического исполнения устройства, позволяющего более быстро и с применением меньшего количества операций достигать поставленного результата. Направление конденсата дренажной системы в бак блока увлажнения и подогрева, позволило исключить дренажную систему, а также количество проводимых операций с устройством. Помещение термоэлектрического нагревателя внутри контура блока увлажнения и подогрева, за счет чего набор необходимой температуры ГВС (согласно требованиям ГОСТ либо иным требованиям проведения испытания) происходит быстрее и без избыточной потери времени и ресурсов на нагрев поверхности патрубка, что также приводит к меньшим временным затратам при выходе на режим испытания, а следовательно количества времени, потраченного оператором на проведение всего испытания.Improvement of technical characteristics is achieved due to the technical design of the device, which makes it possible to achieve the set result more quickly and with the use of fewer operations. The direction of the condensate of the drainage system to the tank of the humidification and heating unit made it possible to exclude the drainage system, as well as the number of operations performed with the device. The placement of a thermoelectric heater inside the circuit of the humidification and heating unit, due to which the set of the required DHW temperature (according to the requirements of GOST or other test requirements) occurs faster and without excessive loss of time and resources for heating the surface of the nozzle, which also leads to less time spent on leaving on the test mode, and therefore the amount of time spent by the operator to carry out the entire test.

Claims (3)

1. Стенд имитации внешнего дыхания человека, предназначенный для испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), включающий в себя раму, на которой смонтированы основной насос, создающий пульсирующий поток с разделенными линиями вдоха и выдоха с возможностью обеспечения возвратного движения газовоздушной смеси (ГВС) через СИЗОД, линия выдоха, содержащая блок увлажнения и подогрева, оснащенный расширительным бочком и системой подогрева, линия вдоха, выполненная в виде блока охлаждения ГВС, снабженного отводом для соединения с блоком имитации потребления кислорода, обеспечивающим отбор ГВС, включающий вспомогательный насос для отбора ГВС на фазе вдоха и выпуска ГВС в атмосферу на фазе выдоха, с возможностью приведения в действие сервоприводом и управления для имитации потребления кислорода в различных режимах дыхания, систему контроля газового состава, выполненную в виде газоанализатора, блок подачи углекислого газа, содержащий устройство регулирования расхода углекислого газа и пропускающий на фазе вдоха через клапан в основной насос углекислый газ, который смешивается с ГВС, и датчики, обеспечивающие обратную связь на блок управления, имеющий интерфейс для управления стендом, с возможностью имитировать разные режимы дыхания, включающий блок вычисления, выполненный в виде микроконтроллера, записывающий протокол испытания в автоматическом режиме, блок подачи азота, содержащий устройство регулирования расхода и давления азота и выполненный с возможностью пропускания азота на фазе вдоха через клапан в основной насос для смешивания с ГВС, при этом основной насос соединен с линиями вдоха и выдоха через обратные клапаны, при этом блок увлажнения и подогрева содержит термоэлектрический нагреватель, расположенный внутри контура блока увлажнения и подогрева. 1. A stand for simulating external respiration of a person, designed for testing personal protective equipment for respiratory organs (RPE), including a frame on which the main pump is mounted, creating a pulsating flow with separated lines of inhalation and exhalation with the possibility of providing a return movement of the gas-air mixture (DHW) through the RPE, an exhalation line containing a humidification and heating unit equipped with an expansion barrel and a heating system, an inspiration line made in the form of a DHW cooling unit equipped with a tap for connection to an oxygen consumption simulation unit providing DHW extraction, including an auxiliary pump for DHW extraction for the inhalation phase and the release of hot water into the atmosphere during the exhalation phase, with the possibility of being actuated by a servo drive and control to simulate oxygen consumption in various modes of breathing, a gas composition control system made in the form of a gas analyzer, a carbon dioxide supply unit containing a device for regulating the flow of carbon dioxide about gas and passing carbon dioxide in the inhalation phase through the valve into the main pump, which is mixed with DHW, and sensors that provide feedback to the control unit, which has an interface for controlling the stand, with the ability to simulate different breathing modes, including a calculation unit made in the form microcontroller, recording the test protocol in automatic mode, a nitrogen supply unit containing a device for regulating the flow and pressure of nitrogen and made with the possibility of passing nitrogen in the inhalation phase through the valve into the main pump for mixing with DHW, while the main pump is connected to the lines of inhalation and exhalation through check valves, while the humidification and heating unit contains a thermoelectric heater located inside the circuit of the humidification and heating unit. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что дооснащен головой манекена, расположенной на основании, соединенной патрубками с манекеном головы человека, через которое обеспечивается возвратное движение ГВС через патрубок ротового отверстия, разделенный патрубками линии вдоха и линии выдоха с СИЗОД, для испытания СИЗОД, оснащенных лицевых частей в виде маски, полумаски или капюшона.2. The stand according to claim 1, characterized in that it is retrofitted with a mannequin head located on the base, connected by pipes with a human head dummy, through which the return movement of hot water is provided through the mouth opening, separated by the inhalation and exhalation line connections with the RPE, for testing RPE equipped with face pieces in the form of a mask, half mask or hood. 3. Стенд по п. 2 с возможностью накачки и подогрева головы манекена, оснащенный гибким нагревательным элементом, расположенным на основании головы манекена, эластичным покрытием манекена головы человека, оснащенный датчиком влажности, термопарами, датчиком сопротивления, регулируемыми блоком вычисления, нагнетателем с обратным клапаном.3. A stand according to claim 2 with the possibility of pumping and heating the dummy head, equipped with a flexible heating element located at the base of the dummy head, an elastic covering of the dummy's head, equipped with a humidity sensor, thermocouples, a resistance sensor, regulated by a calculation unit, a blower with a check valve.
RU2021115555U 2021-05-31 2021-05-31 Stand for imitation of human external respiration, intended for testing personal protective equipment of the human respiratory system RU207673U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115555U RU207673U1 (en) 2021-05-31 2021-05-31 Stand for imitation of human external respiration, intended for testing personal protective equipment of the human respiratory system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115555U RU207673U1 (en) 2021-05-31 2021-05-31 Stand for imitation of human external respiration, intended for testing personal protective equipment of the human respiratory system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021128409U Division RU207697U1 (en) 2021-09-29 2021-09-29 A stand for imitating human external respiration, designed to test personal protective equipment for human respiratory organs.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU207673U1 true RU207673U1 (en) 2021-11-10

Family

ID=78467105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021115555U RU207673U1 (en) 2021-05-31 2021-05-31 Stand for imitation of human external respiration, intended for testing personal protective equipment of the human respiratory system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU207673U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217721U1 (en) * 2022-09-09 2023-04-13 Акционерное общество "Тамбовмаш" Universal human breathing simulator with a pump and a headform for dynamic testing of self-contained insulating reservoir devices with compressed air, creating a pulsating flow
CN117074063A (en) * 2023-08-17 2023-11-17 枣庄广源安全仪器有限公司 Comprehensive protective performance test device for self-rescuer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2800288A1 (en) * 1999-11-03 2001-05-04 App Medical De Prec Amp L Method for simulating human breathing for evaluation of artificial respiration equipment, uses coded sound from audio output of computer to control stepper motor operating artificial lung
FR2865655B1 (en) * 2004-02-03 2006-04-28 Roland Marais METHOD AND STATION FOR TREATING, PARKING, MANAGING ADSORPTION FILTERS AND PROVIDING THEM WITH RESPIRATORY PROTECTION DEVICES WITH ASSISTED VENTILATION, OR FREE
CN201906310U (en) * 2010-12-09 2011-07-27 煤炭科学研究总院沈阳研究院 Multi-channel humanoid breath detection device for coal mine refuge chamber
RU2643670C1 (en) * 2017-04-21 2018-02-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Breathing apparatus testing device
RU178355U1 (en) * 2017-10-16 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") AUTOMATED TEST COMPLEX "ARTIFICIAL LIGHT"
RU186698U1 (en) * 2017-12-05 2019-01-29 Андрей Дмитриевич Романов The stand of imitation of external respiration of a person, designed for testing personal protective equipment for respiratory organs

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2800288A1 (en) * 1999-11-03 2001-05-04 App Medical De Prec Amp L Method for simulating human breathing for evaluation of artificial respiration equipment, uses coded sound from audio output of computer to control stepper motor operating artificial lung
FR2865655B1 (en) * 2004-02-03 2006-04-28 Roland Marais METHOD AND STATION FOR TREATING, PARKING, MANAGING ADSORPTION FILTERS AND PROVIDING THEM WITH RESPIRATORY PROTECTION DEVICES WITH ASSISTED VENTILATION, OR FREE
CN201906310U (en) * 2010-12-09 2011-07-27 煤炭科学研究总院沈阳研究院 Multi-channel humanoid breath detection device for coal mine refuge chamber
RU2643670C1 (en) * 2017-04-21 2018-02-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Breathing apparatus testing device
RU178355U1 (en) * 2017-10-16 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") AUTOMATED TEST COMPLEX "ARTIFICIAL LIGHT"
RU186698U1 (en) * 2017-12-05 2019-01-29 Андрей Дмитриевич Романов The stand of imitation of external respiration of a person, designed for testing personal protective equipment for respiratory organs

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217721U1 (en) * 2022-09-09 2023-04-13 Акционерное общество "Тамбовмаш" Universal human breathing simulator with a pump and a headform for dynamic testing of self-contained insulating reservoir devices with compressed air, creating a pulsating flow
CN117074063A (en) * 2023-08-17 2023-11-17 枣庄广源安全仪器有限公司 Comprehensive protective performance test device for self-rescuer
CN117074063B (en) * 2023-08-17 2024-03-01 枣庄广源安全仪器有限公司 Comprehensive protective performance test device for self-rescuer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU186698U1 (en) The stand of imitation of external respiration of a person, designed for testing personal protective equipment for respiratory organs
JP5532365B2 (en) Measuring system and humidity measuring method for measuring volatile organic substances
US6565624B2 (en) Altitude simulation method and system
CN106023768B (en) A kind of novel thermal manikin system
CN109883918B (en) Protective mask testing system and method
RU207673U1 (en) Stand for imitation of human external respiration, intended for testing personal protective equipment of the human respiratory system
CN104977390A (en) Real human body breathing simulation device and method
CN2905089Y (en) Human respiration-simulating exanimation device
Kierat et al. Towards enabling accurate measurements of CO2 exposure indoors
RU207697U1 (en) A stand for imitating human external respiration, designed to test personal protective equipment for human respiratory organs.
CN206097690U (en) Novel thermal manikin system
CN205698798U (en) A kind of medical automatic respiration
WO2022255903A1 (en) Stand for simulating human external respiration
RU2577222C1 (en) Breathing apparatus test stand
CN108645692A (en) A kind of mattress formaldehyde and TVOC detection devices
WO2023055254A1 (en) Stand for simulating human external respiration
CN216669919U (en) Face mask eyesight protection detection device
CN208270316U (en) A kind of mattress formaldehyde and TVOC detection device
CN207350655U (en) Air humidifier for Yoga, callanetics and stretching exercises practice
CN110057733A (en) A kind of thermal manikin respiratory system experimental provision
JP2019184571A (en) Gas component measuring device
CN108776092A (en) Mask respiratory resistance test machine
KR100854130B1 (en) Testing apparatus of air conditioner
Kyriazi Development of an automated breathing and metabolic simulator
CN202920185U (en) Breath heat-measuring apparatus of livestock open-type mask