RU212967U1 - PORTABLE HEIGHT SIMULATOR - Google Patents
PORTABLE HEIGHT SIMULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU212967U1 RU212967U1 RU2022112690U RU2022112690U RU212967U1 RU 212967 U1 RU212967 U1 RU 212967U1 RU 2022112690 U RU2022112690 U RU 2022112690U RU 2022112690 U RU2022112690 U RU 2022112690U RU 212967 U1 RU212967 U1 RU 212967U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- breathing tube
- air
- granules
- cartridge
- hypoxicator
- Prior art date
Links
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims abstract description 33
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 23
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000241 respiratory Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 9
- 230000001146 hypoxic Effects 0.000 description 9
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000000222 hyperoxic Effects 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 210000000088 Lip Anatomy 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 description 1
- 210000003027 Ear, Inner Anatomy 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 210000001331 Nose Anatomy 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229920001721 Polyimide Polymers 0.000 description 1
- VYYRJGKHDDYUGK-UHFFFAOYSA-N [4-[bis[4-(diethylamino)phenyl]methylidene]cyclohexa-2,5-dien-1-ylidene]-diethylazanium Chemical compound C1=CC(N(CC)CC)=CC=C1C(C=1C=CC(=CC=1)N(CC)CC)=C1C=CC(=[N+](CC)CC)C=C1 VYYRJGKHDDYUGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000271 cardiovascular Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000011538 cleaning material Substances 0.000 description 1
- 230000002493 climbing Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000000004 hemodynamic Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области индивидуальных дыхательных устройств человека, в том числе к портативным симуляторам высоты. Технический результат заключается в повышении эффективности и удобства использования устройства для имитации низкого парциального давления кислорода большой высоты, который достигается за счет того, что выполнен в виде сосуда цилиндрической формы, разделенного первой и второй воздухопроницаемыми перегородками на промежуточную камеру, картридж с гранулами и симулятор высоты, выполненный в виде стакана, содержащего плотные мембраны, разъемно соединенные между собой, при этом к промежуточной камере смонтирована дыхательная трубка с насадкой, дыхательная трубка содержит тепловлагообменник, выполненный из гигроскопического гидрофобного фильтрующего материала, предотвращающего образование конденсата в дыхательной трубке, и дополнительно содержит первый коннектор для подключения анализатора частоты дыхания и второй коннектор для подключения анализатора концентрации кислорода, картридж заполнен гранулами, изменяющими свой цвет при поглощении CO2 и Н2О, и выполнен прозрачным с возможностью контроля поглощения CO2 и Н2О. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. The utility model relates to the field of individual human respiratory devices, including portable height simulators. The technical result consists in increasing the efficiency and ease of use of the device for simulating low partial pressure of oxygen at high altitude, which is achieved due to the fact that it is made in the form of a cylindrical vessel, divided by the first and second breathable partitions into an intermediate chamber, a cartridge with granules and a height simulator, made in the form of a cup containing dense membranes detachably connected to each other, while the breathing tube with a nozzle is mounted to the intermediate chamber, the breathing tube contains a heat and moisture exchanger made of a hygroscopic hydrophobic filter material that prevents the formation of condensate in the breathing tube, and additionally contains the first connector for connection of a respiratory rate analyzer and a second connector for connecting an oxygen concentration analyzer, the cartridge is filled with granules that change their color when CO 2 and H 2 O are absorbed, and is made transparent with the ability to control of absorption of CO 2 and H 2 O. 2 c.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области индивидуальных дыхательных устройств человека, в том числе к портативным симуляторам высоты [A62B 7/10, A62B 7/04, A62B 7/10, А62B9/00, A62B 23/00, A63B 69/00, A63B23/00, А61М16/00].The utility model relates to the field of individual human respiratory devices, including portable altitude simulators , A61M16/00].
Симуляторы высоты применяются в интервальной нормобарической гипоксотерапии или оротерапии. Применение гипоксикаторов в спортивных тренировках повышают выносливость, силу и сердечно-сосудистую подготовку.Height simulators are used in interval normobaric hypoxotherapy or orotherapy. The use of hypoxicators in sports training increases endurance, strength and cardiovascular fitness.
Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ДЫХАНИЯ, МОНИТОРИНГА И/ИЛИ ПОМОЩИ [WO 2017071879 A1, опубл.: 04.05.2017 г.], выполненная содержащее: корпус, определяющий мундштук; датчик для определения характеристик дыхания пользователя; выходной индикатор для предоставления выходной информации о дыхательной тренировке/упражнении; а также систему контроля давления для обеспечения контроля давления во время выдоха, чтобы обеспечить помощь дыханию в виде положительного давления в конце выдоха.Known from the prior art is a DEVICE FOR TRAINING BREATHING, MONITORING AND/OR ASSISTANCE [WO 2017071879 A1, publ.: 05/04/2017], made containing: a body defining a mouthpiece; a sensor for determining the breathing characteristics of the user; an output indicator for providing output information about the breathing training/exercise; as well as a pressure control system for providing pressure control during expiration to provide breathing assistance in the form of positive end-expiratory pressure.
Недостатком данного аналога является осуществление тренировок по технике «поджатых губ», которая ограничена созданием, например, давления только 382 Па.The disadvantage of this analogue is the implementation of training in the "pursed lips" technique, which is limited to creating, for example, a pressure of only 382 Pa.
Известны МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ТРЕНИРОВКИ ГИПОКСИИ [AU 2014101478 A4, опубл.: 17.12.2014 г.], содержащие персональный компьютер, подключенный к управляемому гипоксикатору. Гипоксикатор использует технологию мембранного разделения для подачи гипоксического и гипероксического воздуха к субъекту через лицевую маску. Персональный компьютер содержит программное обеспечение и выполнен с возможностью действовать в качестве драйвера, а также давать команду гипоксикатору генерировать воздух с требуемой концентрацией кислорода. Персональный компьютер дополнительно содержит алгоритм, исполняемый ЦП. Алгоритм получает (через ЦП) данные, вводимые от пульсоксиметра, и преобразует данные пульсоксиметра в инструкции (в соответствии с правилами алгоритма), передаваемые инструкции к гипоксикатору. В ответ на инструкции гипоксикатор изменяет концентрацию кислорода в воздухе, подаваемом пользователю. Таким образом, из вышеизложенного видно, что замкнутый контур обратной связи описан стрелками, при этом вариабельность частоты сердечных сокращений субъекта определяет концентрацию кислорода в воздухе, генерируемом гипоксикатором. Воздух вводят субъекту, при этом вдыхание этого воздуха может изменить вариабельность сердечного ритма субъекта.METHODS AND SYSTEMS FOR HYPOXIA TRAINING are known [AU 2014101478 A4, publ.: 12/17/2014], containing a personal computer connected to a controlled hypoxicator. The Hypoxicator uses membrane separation technology to deliver hypoxic and hyperoxic air to the subject through a face mask. The personal computer contains software and is configured to act as a driver, as well as instruct the hypoxicator to generate air with the desired oxygen concentration. The personal computer further comprises an algorithm executed by the CPU. The algorithm receives (via the CPU) data input from the pulse oximeter and converts the pulse oximeter data into instructions (according to the rules of the algorithm) that are passed instructions to the hypoxicator. In response to instructions, the hypoxicator changes the concentration of oxygen in the air supplied to the user. Thus, it can be seen from the above that a closed feedback loop is described by arrows, with the subject's heart rate variability determining the oxygen concentration in the air generated by the hypoxicator. Air is injected into the subject, whereby inhalation of this air can alter the subject's heart rate variability.
Также из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПОКСИЧЕСКОЙ, ГИПЕРОКСИЧЕСКОЙ И НОРМОКСИЧЕСКОЙ ДЫХАТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ И ИНТЕРВАЛЬНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ [RU 2650205, опубл.: 11.04.2018 г.], которое имеет вентилятор, компрессор, на входе в который установлен фильтр, а на выходе - ресивер для гашения пульсации поршневого компрессора и мембранный модуль, для разделения воздуха на гипоксическую и гипероксическую смеси. Гипоксическая линия через регулируемый вентиль и датчик расхода потока и содержания кислорода, а гипероксическая непосредственно соединены с входами трехпозиционного распределителя. Трехпозиционный распределитель потоков имеет три выхода, два предназначены для их сброса, а третий - для интервальной подачи каждого из трех потоков через выходной патрубок корпуса и респираторный узел в дыхательную маску. Микропроцессорный контроллер также размещен в корпусе и предназначен для включения и выключения компрессора, управления работой распределителя потоков, вентиля, светодиодом подсветки дыхательного трубопровода для получения данных с датчиков расхода потока, содержания кислорода и состояния пользователя, а также для двустороннего обмена информацией с внешним блоком управления. Датчики состояния пользователя: пульсоксиметр для определения насыщения гемоглобина крови кислородом и частоты пульса, НИАД (неинвазивное измерение артериального давления) и ЭКГ, которые позволяют в достаточном объеме оценить состояние пациента, рассчитать изменения параметров гемодинамики и другие показатели.Also known from the prior art is a DEVICE FOR OBTAINING HYPOXIC, HYPEROXIC AND NORMOX RESPIRATORY MIXTURES AND INTERVAL COMPLEX NORMOBARIC TRAINING [RU 2650205, publ.: 04/11/2018], which has a fan, compressor, at the inlet to which a filter is installed, and at the outlet - a receiver for damping the pulsation of the reciprocating compressor and a membrane module for separating air into hypoxic and hyperoxic mixtures. The hypoxic line is connected through an adjustable valve and a flow rate and oxygen content sensor, while the hyperoxic line is directly connected to the inputs of a three-position distributor. The three-position flow distributor has three outlets, two are intended for their discharge, and the third one is for the interval supply of each of the three flows through the outlet pipe of the housing and the respiratory assembly into the breathing mask. The microprocessor controller is also located in the housing and is designed to turn the compressor on and off, control the operation of the flow distributor, valve, breathing pipe illumination LED to receive data from the flow rate sensors, oxygen content and user status, as well as for two-way information exchange with an external control unit. User state sensors: pulse oximeter to determine blood hemoglobin saturation with oxygen and pulse rate, NIBP (non-invasive blood pressure measurement) and ECG, which allow to adequately assess the patient's condition, calculate changes in hemodynamic parameters and other indicators.
Также из уровня техники известны СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ПОДАЧИ ГИПОКСИЧЕСКОЙ И ГИПЕРКАПНИЧЕСКИ-ГИПЕРОКСИЧЕСКОЙ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛЕЧЕБНЫХ ПРОЦЕДУР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ [RU 2625594, опубл.: 17.07.2017 г.], состоящее из корпуса, в котором располагается компрессор, мембранный модуль, выполненный на основе полых газоразделительных полимерных волокон, изготовленных из высокоселективного полиимида со структурной формулой, приведенной выше в тексте настоящего описания изобретения, теплообменников, вентиляторов для общего охлаждения устройства, газоанализаторов и для определения концентрации соответственно кислорода и углекислого газа, клапанов и запорной арматуры для регулирования слива конденсата, соединенных в определенном порядке с составляющими элементами аппарата быстросъемными пластиковыми шлангами, двух навесных ресиверов оболочечного типа соответственно под гипоксические и гипероксические смеси, пульсоксиметра с датчиком для крепления на пальце пациента, комплекта дыхательной маски с воздуховодами и системы автоматического управления выводом всей информации на компьютер. Система управления по датчику углекислого газа посредством изменения проходимого сечения диафрагмы, вмонтированной в трубопровод выдыхаемого воздуха, позволяет поддерживать концентрацию углекислого газа в гипероксической смеси в заданном интервале. Вентилем тонкой регулировки устанавливается необходимая концентрация кислорода в гипоксической смеси.Also known from the prior art METHOD FOR OBTAINING AND SUPPLYING HYPOXIC AND HYPERCAPNIC-HYPEROXIC MIXTURES FOR CARRYING OUT MEDICAL PROCEDURES AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION [RU 2625594, publ.: 17.07.2017], consisting of a housing in which a compressor is located, a membrane module made on the basis of hollow gas polymer fibers made of highly selective polyimide with the structural formula given above in the text of the present description of the invention, heat exchangers, fans for general cooling of the device, gas analyzers and for determining the concentration of oxygen and carbon dioxide, respectively, valves and shut-off valves for controlling condensate drain, connected in a certain order with the constituent elements of the device quick-detachable plastic hoses, two hinged shell-type receivers, respectively, for hypoxic and hyperoxic mixtures, a pulse oximeter with a sensor for attaching to the patient's finger, a set of breathing mask with air ducts and a system topics of automatic control of the output of all information to the computer. The carbon dioxide sensor control system, by changing the passable section of the diaphragm mounted in the exhaled air pipeline, makes it possible to maintain the concentration of carbon dioxide in the hyperoxic mixture within a predetermined interval. The fine adjustment valve sets the required oxygen concentration in the hypoxic mixture.
Также из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОКСИГЕНО- И ГИПОКСИТЕРАПИИ (ВАРИАНТЫ) [RU 2121854, опубл.: 20.11.1998 г.], содержащее источник давления и датчик расхода, снабжено последовательно подключенными компрессором, используемым в качестве источника давления, модулем газоразделения и вентилем, последовательно соединенным с датчиком расхода, модуль газоразделения снабжен пакетом газоразделительных мембран с возможностью получения на его выходах гипоксической и гипероксической смесей, при этом выходы модуля газоразделения соединены с выходными патрубками устройства, один - непосредственно, с другой - через вентиль и датчик расхода.Also known from the prior art is a DEVICE FOR COMPLEX OXYGENO- AND HYPOXITHERAPY (VERSIONS) [RU 2121854, publ.: 20.11.1998], containing a pressure source and a flow sensor, equipped with a series-connected compressor used as a pressure source, a gas separation module and by a valve connected in series with the flow sensor, the gas separation module is equipped with a package of gas separation membranes with the possibility of obtaining hypoxic and hyperoxic mixtures at its outlets, while the outlets of the gas separation module are connected to the outlet nozzles of the device, one - directly, on the other - through the valve and the flow sensor.
Общими недостатками вышеприведенных аналогов являются высокая сложность устройства и размеры. Common disadvantages the above analogues are the high complexity of the device and the dimensions.
Известен ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ [GB 2562705 A, опубл.: 28.11.2018 г.], который включает отфильтрованный диоксид углерода выдыхаемого газа и окружающего воздуха. Устройство имеет трубку, камеру секвестрации углекислого газа и газовый резервуар. Трубка обеспечивает жидкостное сообщение между пользователем и секвестрационной камерой, которая, в свою очередь, сообщается по текучей среде с резервуаром. Отверстие в резервуар обеспечивает жидкостное сообщение с окружающим воздухом. В резервуаре может отсутствовать пена с открытыми порами. Отклоняющие поверхности могут находиться в резервуаре, который может образовывать лабиринт. Объем резервуара может быть регулируемым или телескопическим. Размер или количество отверстий можно регулировать. Секвестрирующая камера может представлять собой сменный картридж, меняющий цвет при достижении насыщения.A BREATHING APPARATUS is known [GB 2562705 A, publ.: 11/28/2018], which includes filtered carbon dioxide of exhaled gas and ambient air. The device has a tube, a carbon dioxide sequestration chamber and a gas reservoir. The tube provides fluid communication between the user and the sequestration chamber, which in turn is in fluid communication with the reservoir. An opening in the tank provides fluid communication with the surrounding air. The tank may not contain open-cell foam. The deflecting surfaces may be in a reservoir which may form a labyrinth. The volume of the tank can be adjustable or telescopic. The size or number of holes can be adjusted. The sequestering chamber may be a replaceable cartridge that changes color when saturation is reached.
Также из уровня техники известен ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕР "БУДЬ ЗДОРОВ" [RU 175305 U1, опубл.: 28.11.2018 г.], включающий цельную воздухозаборную камеру из прозрачного материала, с метками и отверстиями для подсоса атмосферного воздуха и выхода отработанной газовой смеси; эластичный дыхательный резервуар с горловиной цилиндрической формы; эластичное обжимное кольцо; воздухопроницаемую перегородку; коробку с воздухопроницаемым дном и крышкой, заполненную сильвинитом с фракцией от 3 мм до 3,5 мм; эластичное фиксирующее кольцо; шланг; маску без клапанов вдоха, выдоха.Also known from the prior art is the RESPIRATORY SIMULATOR "BE HEALTHY" [RU 175305 U1, publ.: 11/28/2018], including a one-piece air intake chamber made of transparent material, with marks and holes for sucking atmospheric air and exiting the exhaust gas mixture; elastic breathing reservoir with a cylindrical neck; elastic compression ring; air permeable partition; a box with a breathable bottom and a lid filled with sylvinite with a fraction from 3 mm to 3.5 mm; elastic fixing ring; hose; mask without inhalation and exhalation valves.
Недостатками данных аналогов являются скапливающий влагу фильтр, что влечет за собой излишнюю влажность воздуха, отсутствие датчика частоты дыхания и датчика контроля концентрации кислорода на вдохе, что в итоге затрудняет использование устройства и снижает его эффективность.The disadvantages of these analogues are a moisture-accumulating filter, which entails excessive air humidity, the absence of a respiratory rate sensor and an oxygen concentration control sensor during inhalation, which ultimately complicates the use of the device and reduces its effectiveness.
Наиболее близкой по технической сущности является ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ [US 20020170561 A1, опубл.: 21.11.2002 г.], включающий мундштук и зону удаления диоксида углерода, расположенную между мундштуком и камерой резервуара для воздуха. Камера предпочтительно заполнена вспененным материалом и, кроме того, сообщается с окружающим воздухом, чтобы обеспечить смешивание с выдыхаемым воздухом внутри камеры. Дыхательный аппарат полезен для имитации более низкого парциального давления кислорода на большой высоте, поэтому он может использоваться спортсменами для имитации «жизни на высоте». Устройство в первой форме имеет форму канистры с открытым концом со съемной крышкой, установленной на открытом конце. Это может быть завинчивающийся колпачок, хотя очевидно, что могут использоваться и другие средства крепления, такие как защелкивание, посадка с натягом и т. д. Мундштук, имеющий открытый или выпускной конец, расположен в углублении верхней части. В альтернативной конструкции (описанной ниже) гибкий шланг или другой трубопровод может быть присоединен любым подходящим средством (включая простое вставное крепление) к выходному концу мундштука. Другой конец шланга будет иметь мундштук, который может входить в рот и/или нос пользователя или вокруг них. Мундштук сообщается через канал, образованный дыхательной трубкой, с камерой, образованной внутренней частью контейнера. Камера фактически разделена на первую часть камеры и вторую часть камеры. Эта вторая часть камеры, как будет показано ниже, эффективно действует как резервуар для смеси выдыхаемого воздуха и окружающего воздуха. В первой части камеры расположен материал очистки от диоксида углерода. Камерная часть сообщается через перегородку с камерной частью. Перегородка предпочтительно имеет множество отверстий или проходов, через которые может проходить воздух. В удобном случае перегородка может быть образована вспененным материалом или сеткой. Однако в некоторых случаях эта перегородка может не потребоваться. Имитируемая высота регулируется. Это достигается за счет регулирования эффективного объема окружающего воздуха, добавляемого к выдыхаемому воздуху во второй части камеры. Эта часть камеры эффективно действует как резервуар и смесительная камера, в которой окружающий или новый воздух может смешиваться с выдыхаемым воздухом. Таким образом, в стенке контейнера предусмотрено впускное устройство, так что воздух может поступать в камеру для смешивания с выдыхаемым воздухом уже внутри камеры, при этом смесь выдыхаемого и окружающего воздуха затем может быть отведена назад посредством удаления двуокиси углерода. В предпочтительном варианте изобретения вторая часть камеры снабжена вспененным материалом для регулирования воздушного потока через устройство. Для простоты конструкции перегородка может быть опущена, а скребковый материал просто опирается на вспененный материал. В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения предусмотрены средства регулировки, с помощью которых можно регулировать имитируемую высоту, это может быть достигнуто путем регулировки «высотомера» (и, следовательно, соответствующего впускного/выпускного отверстия) вверх и вниз в различные положения. В результате объем удерживаемого всасываемого воздуха по отношению к поступающему окружающему воздуху может увеличиваться по мере увеличения моделируемой высоты. Это достигается за счет того, что количество воздуха внутри пенопласта ниже уровня впускного/выпускного отверстия не будет сильно смешиваться. Высотомер можно перемещать вверх и вниз в желаемое положение с помощью доступной снаружи кнопки оператора, ручки или т.п., которая скользяще входит в продолговатый, выровненный в продольном направлении паз. Впускное/выпускное отверстие для воздуха (для обеспечения выпуска воздуха из и поступления окружающего воздуха в смесительную камеру) может представлять собой отверстие, которое перемещается вместе с ручкой, так что оно всегда сообщается с камерой в различных положениях, зависящих от положения ручка. В качестве альтернативы в стенке канистры может быть предусмотрен ряд отверстий (показанных пунктиром). Каждое из этих отверстий должно быть закрыто съемной заглушкой. Затем пользователь должен удалить заглушку из отверстия рядом с маркировкой высоты, указывающей имитируемую высоту. Так, например, для имитации высоты 3000 метров заглушка должна быть удалена из отверстия рядом с индикатором 3000 метров. Специалистам в данной области техники будут очевидны другие способы регулирования объема смесительной камеры и одновременного обеспечения впуска окружающего воздуха в камеру. Эффективный объем регулируется добавлением или удалением поролоновых фильтров или, что предпочтительнее, установкой дополнительных модулей (за счет посадки с натягом в зонах). Таким образом, дополнительные модули сделают все устройство длиннее, чем показано. Увеличение количества модулей последовательно увеличивает имитируемую высоту, так как расстояние (через пену) между мундштуком и впускным/выпускным отверстием увеличивается. В соответствии с предпочтительной формой изобретения, чтобы устройство было легко переносимым, общий объем канистры может составлять до 5000 мл, хотя более конкретно между 500 и 2000 мл. Количество скрубберного материала с диоксидом углерода может составлять порядка 100-500 г при использовании натронной извести. Можно использовать чистящие средства, отличные от натронной извести. В другом устройстве устройство меньшего размера может быть снабжено камерой меньшего размера, имеющей материал, поглощающий двуокись углерода. В зависимости от плотности пены размер камеры также может быть уменьшен. Предпочтительная спецификация пены 23105. Плотность этой пены 23 кг/м 3 с коэффициентом жесткости 105Н.The closest in technical essence is the BREATHING APPARATUS [US 20020170561 A1, publ.: 11/21/2002], including a mouthpiece and a carbon dioxide removal zone located between the mouthpiece and the chamber of the air reservoir. The chamber is preferably filled with foam and is further in communication with ambient air to allow mixing with exhaled air within the chamber. The breathing apparatus is useful in simulating the lower partial pressure of oxygen at high altitude, so it can be used by athletes to simulate "life at altitude". The device in the first form is in the form of an open end canister with a removable lid fitted at the open end. This may be a screw cap, although it is obvious that other means of fastening such as snap-fitting, interference fit, etc. may be used. In an alternative design (described below), the flexible hose or other conduit may be attached by any suitable means (including a simple plug-in attachment) to the outlet end of the mouthpiece. The other end of the hose will have a mouthpiece that can fit into or around the user's mouth and/or nose. The mouthpiece communicates through a channel formed by the breathing tube with a chamber formed by the interior of the container. The chamber is actually divided into a first chamber part and a second chamber part. This second part of the chamber, as will be shown below, effectively acts as a reservoir for the mixture of exhaled air and ambient air. In the first part of the chamber there is a carbon dioxide cleaning material. The chamber part communicates with the chamber part through a partition. The baffle preferably has a plurality of openings or passages through which air can pass. Conveniently, the baffle may be formed by foam or mesh. However, in some cases this partition may not be required. The simulated height is adjustable. This is achieved by adjusting the effective volume of ambient air added to the exhaled air in the second part of the chamber. This part of the chamber effectively acts as a reservoir and mixing chamber in which ambient or new air can mix with exhaled air. Thus, an inlet is provided in the wall of the container so that air can enter the chamber to mix with exhaled air already inside the chamber, whereby the mixture of exhaled and ambient air can then be drawn back by removal of carbon dioxide. In a preferred embodiment of the invention, the second part of the chamber is provided with foam to control the air flow through the device. For ease of construction, the baffle may be omitted and the scraper material simply rests on the foam. In accordance with a preferred embodiment of the invention, adjustment means are provided by which the simulated height can be adjusted, this can be achieved by adjusting the "altimeter" (and therefore the corresponding inlet/outlet) up and down to various positions. As a result, the amount of intake air retained relative to incoming ambient air may increase as the simulated altitude increases. This is achieved by ensuring that the amount of air inside the foam below the level of the inlet/outlet will not mix much. The altimeter can be moved up and down to the desired position using an externally accessible operator button, handle, or the like, which slides into an elongated, longitudinally aligned groove. The air inlet/outlet (to allow air to escape from and ambient air into the mixing chamber) may be an opening that moves with the handle so that it always communicates with the chamber in various positions depending on the position of the handle. Alternatively, a number of holes (shown in dotted lines) may be provided in the wall of the canister. Each of these openings must be closed with a removable plug. The user must then remove the plug from the hole next to the height marking indicating the simulated height. So, for example, to simulate an altitude of 3000 meters, the plug must be removed from the hole next to the 3000 meters indicator. Those skilled in the art will appreciate other ways to control the volume of the mixing chamber while allowing ambient air to enter the chamber. The effective volume is adjusted by adding or removing foam filters or, preferably, by installing additional modules (by interference fit in zones). Thus, additional modules will make the whole device longer than shown. Increasing the number of modules consistently increases the simulated height as the distance (through the foam) between the mouthpiece and the inlet/outlet increases. According to a preferred form of the invention, in order to make the device easily portable, the total volume of the canister may be up to 5000 ml, although more specifically between 500 and 2000 ml. The amount of carbon dioxide scrubber material can be in the order of 100-500 g when using soda lime. Cleaning agents other than soda lime may be used. In another device, the smaller device may be provided with a smaller chamber having carbon dioxide absorbing material. Depending on the density of the foam, the size of the chamber can also be reduced. The preferred foam specification is 23105. This foam has a density of 23 kg/m3 with a hardness factor of 105N.
Основной технической проблемой прототипа является скапливающий влагу фильтр, что влечет за собой излишнюю влажность воздуха, отсутствие датчика частоты дыхания и датчика контроля концентрации кислорода на вдохе, что в итоге затрудняет использование устройства и снижает его эффективность.The main technical problem of the prototype is a moisture-accumulating filter, which entails excessive air humidity, the absence of a respiratory rate sensor and a sensor for monitoring the oxygen concentration during inhalation, which ultimately complicates the use of the device and reduces its effectiveness.
Задачами полезной модели является устранение недостатком прототипа.The objectives of the utility model is to eliminate the disadvantage of the prototype.
Технический результат заключается в повышении эффективности и удобства использования устройства для имитации низкого парциального давления кислорода большой высоты.The technical result consists in increasing the efficiency and usability of the device for simulating low partial pressure of oxygen at high altitude.
Портативный гипоксикатор, содержащий сосуд цилиндрической формы, разделенный первой и второй воздухопроницаемыми перегородками на промежуточную камеру, картридж с гранулами и симулятор высоты, выполненный в виде стакана, содержащего плотные мембраны, разъемно соединенные между собой, при этом к промежуточной камере смонтирована дыхательная трубка с насадкой, отличающийся тем, что дыхательная трубка содержит тепловлагообменник, выполненный из гигроскопического гидрофобного фильтрующего материала, предотвращающего образование конденсата в дыхательной трубке, и дополнительно содержит первый коннектор для подключения анализатора частоты дыхания и второй коннектор для подключения анализатора концентрации кислорода, картридж заполнен гранулами, изменяющими свой цвет при поглощении CO2 и Н2О, и выполнен прозрачным с возможностью контроля поглощения CO2 и Н2О.A portable hypoxicator containing a cylindrical vessel divided by the first and second breathable partitions into an intermediate chamber, a cartridge with granules and a height simulator made in the form of a glass containing dense membranes detachably connected to each other, while a breathing tube with a nozzle is mounted to the intermediate chamber, characterized in that the breathing tube contains a heat and moisture exchanger made of a hygroscopic hydrophobic filter material that prevents the formation of condensate in the breathing tube, and additionally contains the first connector for connecting the respiratory rate analyzer and the second connector for connecting the oxygen concentration analyzer, the cartridge is filled with granules that change their color when absorption of CO 2 and H 2 O, and is made transparent with the ability to control the absorption of CO 2 and H 2 O.
В частности, сосуд выполнен разборным в местах воздухопроницаемых перегородок.In particular, the vessel is made collapsible in places of breathable partitions.
В частности, дыхательная трубка может быть выполнена единой конструкцией или раздельной конструкцией для вдоха и для выдоха.In particular, the breathing tube may be of a single design or of a separate design for inhalation and exhalation.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фиг.1 показан общий вид портативного гипоксикатора с однотрубчатым клапаном.Figure 1 shows a General view of a portable hypoxicator with a single tube valve.
На фиг.2 показан общий вид портативного гипоксикатора с двойным клапаном вдох/выдох.Figure 2 shows a General view of a portable hypoxicator with a double inhalation/exhalation valve.
На фигурах обозначено: 1 - сосуд, 2 - первая воздухопроницаемая перегородка, 3 - вторая воздухопроницаемая перегородка, 4 - промежуточная камера, 5 - картридж, 6 - симулятор высоты, 7 - соединительный элемент, 8 - дыхательная трубка, 9 - насадка, 10 - тепловлагообменник, 11 - первый коннектор, 12 - второй коннектор, 13 - гранулы, 14 - мембраны.The figures indicate: 1 - vessel, 2 - first breathable septum, 3 - second breathable septum, 4 - intermediate chamber, 5 - cartridge, 6 - height simulator, 7 - connecting element, 8 - breathing tube, 9 - nozzle, 10 - heat and moisture exchanger, 11 - first connector, 12 - second connector, 13 - granules, 14 - membranes.
Осуществление полезной модели.Implementation of the utility model.
Портативный гипоксикатор представляет собой цилиндрической формы сосуд 1, имеющий разборную конструкцию в местах воздухопроницаемых перегородок 2 и 3 и состоящий из промежуточной камеры 4, картриджа 5 и симулятора высоты 6, разъемно соединенных между собой. К промежуточной камере 4, выполненной в виде отсека для воздуха, через соединительный элемент 7 крепится дыхательная трубка 8, которая может быть выполнена единой конструкцией (см. фиг.1) или раздельной конструкцией (см. фиг.2), с насадкой 9 в виде мундштука, загубника или маски для лица. Дыхательная трубка 8 с раздельной конструкцией для вдоха и для выдоха (см. фиг.2) выполняется следующим образом: со стороны насадки 9 конструкция для вдоха и для выдоха соединяются в единую дыхательную трубку 8, а со стороны сосуда 1 трубки для вдоха (правая часть дыхательной трубки 8 на фиг.2) и для выдоха (левая часть дыхательной трубки 8 на фиг.2) отдельно крепятся к соединительному элементу 7. Данный вариант подключения дыхательной трубки 8 выполняется, если есть необходимость использовать длинные дыхательные трубки, так как исключается «мертвое» пространство и вдыхаемый воздух не содержит СО2.A portable hypoxicator is a
Дыхательная трубка 8 содержит тепловлагообменник 10, который может быть сделан на основе гигроскопического или гидрофобного фильтрующего материала (целлюлозный элемент), предотвращающего образование конденсата в дыхательной трубке 8 и поддерживающего комфортные характеристики воздуха (увлажнение).The
Первый коннектор 11 выполнен для анализатора частоты дыхания, который обеспечивает регистрацию частоты дыхательных движений пользователя на основе измерения разности температур вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. В качестве чувствительного элемента используется термистор, помещаемый в дыхательную трубку 8 через первый коннектор 11 для определения разности температур между вдыхаемым холодным и выдыхаемым теплым воздухом. Контроль частоты дыхания важен для проведения спокойного вдоха и выдоха в пределах нормы от 16 до 20 в минуту для поддержания оптимального эффекта тренировки.The
Первый коннектор 12 предназначен для портативного анализатора, служащего для непрерывного автоматического измерения и цифровой индикации объемной доли кислорода, парциального давления кислорода. Для наиболее результативной работы прибор обладает высокой чувствительностью, дисплеем с подсветкой визуальной и/или звуковой сигнализацией, оповещающей об уменьшении значения объемной доли ниже двух заданных уровней. Позволяет контролировать уровень концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе во время тренировки.The
Картридж 5 выполнен как прозрачная колба, которая содержит 200-400 грамм адсорбента СО2 (натронной извести) в виде гранул 13 (пористых цилиндров размером 2,5-5,0 мм), поглощающих из воздуха СО2 и влагу в течение не менее 3 часов тренировки. Гранулы 13 в своем составе содержат: гидроксид натрия, гидроксид кальция, этиловый фиолетовый (возможны варианты), вода. Гранулы 13 обеспечивают поток свежего воздуха не менее 2 л/мин. Цветоиндикация гранул 13 обусловлена включением в их состав гидроксида натрия/кальция, воду, индикатор - этиловый фиолетовый или другой (возможны варианты). В процессе использования фиолетовый (другой) цвет начинает проявляться и увеличивать свою интенсивность при поглощении гранулами 13 CO2 и Н2О. Если в ходе тренировки гранулы 13 окрашиваются в фиолетовый цвет, значит необходимо заменить картридж 5 с адсорбентом СО2.The
Симулятор высоты 6 выполнен в виде стакана и содержит плотные мембраны 14, например, из пенополиуретана. В ячейках мембран находится воздух, который задерживается при вдохе и смешивается при выдохе с выдыхаемым воздухом. Плотность пенополиуретана - 19±0,5 кг/м3. Имитация высоты происходит за счет увеличения количества пористых мембран 14 в стакане. Одна мембрана 14 соответствует подъему на высоту от 700-750 метров, две мембраны, соответственно, более 1400-1500 метров. Увеличивая количество стаканов симулятора высоты 6 до 4 штук, (соответственно количество мембран 14 - 8 штук), может воспроизвести имитацию подъема на высоту около 6000 метров. Мембраны 14 можно менять по мере их выхода из строя (деформация, загрязнения).The
Портативный гипоксикатор используют следующим образом.The portable hypoxicator is used as follows.
Перед началом сеанса пользователь проверяет настройку портативного гипоксикатора. Наличие гранул 13 в картридже 5 и необходимое количество мембран 14 в симуляторе высоты 6 для желаемой имитации подъема на высоту. Сборку сосуда 1 - соединение промежуточной камеры 4, картриджа 5, симулятор высоты 6 в местах первой 2 и второй 3 воздухопроницаемых перегородок. Крепление дыхательной трубки 8 к соединительному элементу 7, а самого соединительного элемента 7 к промежуточной камере 4. Подключение анализатора кислорода к первому коннектору 11, а анализатора частоты дыхания ко второму коннектору 12. Крепление насадки 9 в виде мундштука, загубника или маски для лица к дыхательной трубке 8.Before starting the session, the user checks the setting of the portable hypoxicator. The presence of
Перед началом тренировки, пользователь занимает удобное положение, сидя, портативный гипоксикатор находит перед пользователем, на столе или в руках. Далее пользователь надевает насадку 9, если это мундштук, то он захватывается губами, если это загубник, то он захватывается зубами пользователя, если это маска, то она надевается на лицо. Далее пользователь осуществляет вдох и выдох через портативный гипоксикатор. Как было описано выше, за счет количества мембран 14 осуществляется имитация необходимой высоты. В процессе осуществления тренировки следует следить за уровнем кислорода и частотой дыхания через анализаторы, которые подключены к первому 11 и второму 12 коннекторам. Тренировка длится 60 минут. Входе тренировки пользователь может наблюдать уровень использования гранул 13, если они приобретают насыщенный фиолетовый (другой) цвет, значит, картридж 5 нужно заменить.Before starting a workout, the user takes a comfortable position, sitting, the portable hypoxicator is in front of the user, on the table or in his hands. Next, the user puts on the
Портативный гипоксикатор подходит для пожилых, взрослых, детей. Количество сеансов и их продолжительность зависит от состояния здоровья и от возраста пациента.The portable hypoxicator is suitable for the elderly, adults, children. The number of sessions and their duration depends on the state of health and the age of the patient.
За счет компактности, возможно, проводить тренировки, как в медицинских учреждениях, так и в домашних условиях.Due to the compactness, it is possible to conduct training both in medical institutions and at home.
Автором полезной модели в 2021 году был изготовлен, в соответствии с приведенным описанием, образец портативного гипоксикатора. Изготовленный образец портативного гипоксикатора был опробован для подтверждения заявленного технического результата путем проведения двух однотипных экспериментов, в которых в качестве пользователей участвовали добровольцы:In 2021, the author of the utility model manufactured, in accordance with the above description, a sample of a portable hypoxicator. The manufactured sample of a portable hypoxicator was tested to confirm the claimed technical result by conducting two experiments of the same type, in which volunteers participated as users:
- первый вариант: использование аналога;- the first option: the use of analogue;
- второй вариант: использование заявляемой полезной модели.- the second option: the use of the claimed utility model.
Результаты проведенных экспериментов показали, что при использовании аналога было ощутимо скапливание конденсата в дыхательной трубке 8, что влекло за собой излишнюю влажность воздуха. Наличие первого 11 и второго 12 коннекторов в заявляемой полезной модели дало возможность подключения анализаторов частоты дыхания и датчика контроля концентрации кислорода на вдохе, что в сравнении с аналогом, повысило эффективность использования портативного гипоксикатора. Реализация картриджа 5 в виде прозрачной колбы, в отличие от аналога, дала возможность быстрого определения истощения способности гранул 13 поглощать CO2 и Н2О.The results of the experiments showed that when using the analogue, the accumulation of condensate in the
Таким образом, проведенные эксперименты доказали достижение заявленного технического результата - повышение эффективности и удобства использования устройства для имитации низкого парциального давления кислорода большой высоты.Thus, the experiments have proved the achievement of the claimed technical result - increasing the efficiency and ease of use of the device for simulating low partial pressure of oxygen at high altitude.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU212967U1 true RU212967U1 (en) | 2022-08-16 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2040280C1 (en) * | 1992-07-27 | 1995-07-25 | Ростислав Борисович Стрелков | Hypoxycator |
RU2167677C1 (en) * | 2000-08-24 | 2001-05-27 | Щербакова Галина Николаевна | Hypoxicator |
RU2175563C1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-10 | Малиновский Вадим Георгиевич | Hypoxicator |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2040280C1 (en) * | 1992-07-27 | 1995-07-25 | Ростислав Борисович Стрелков | Hypoxycator |
RU2175563C1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-10 | Малиновский Вадим Георгиевич | Hypoxicator |
RU2167677C1 (en) * | 2000-08-24 | 2001-05-27 | Щербакова Галина Николаевна | Hypoxicator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2505774C (en) | Breathing apparatus for hypoxic pre-acclimatization and training | |
US9132251B2 (en) | Medical breathing mask | |
US20180280758A1 (en) | Infinitely adjustable training mask with an air filter and a drinking device | |
US4086923A (en) | Altitude conditioning method and apparatus | |
US4210137A (en) | Altitude conditioning method and apparatus | |
US3612048A (en) | Rebreathing apparatus for anesthesia | |
US6880557B2 (en) | Breathing method and apparatus | |
US20090173348A1 (en) | Method And Apparatus For Inducing And Controlling Hypoxia | |
GB2238728A (en) | Lung and chest exerciser | |
RU212967U1 (en) | PORTABLE HEIGHT SIMULATOR | |
RU2326700C2 (en) | Respiratory apparatus "second youth" | |
RU2650205C2 (en) | Device for production of hypoxic, hyperoxic and normoxic respiratory mixtures and interval complex normobaric training | |
CA2112382C (en) | Oxygen consumption meter | |
CN213077335U (en) | Anion system of running | |
CN214550995U (en) | Respiratory exercise device for patients with chronic obstructive pulmonary disease | |
RU2806613C1 (en) | Breathing trainer | |
RU175305U1 (en) | RESPIRATORY SIMULATOR "BE HEALTHY" | |
RU59977U1 (en) | RESPIRATORY DEVICE "SECOND YOUTH" | |
JP2013132382A (en) | Portable low oxygen respirator for training | |
WO2022251898A1 (en) | A device for respiratory support | |
WO2022195565A1 (en) | Breath training apparatus | |
RU54516U1 (en) | DEVICE FOR FORMING PHYSIOLOGICALLY ACTIVE RESPIRATORY ENVIRONMENT FROM BREATHED AND ATMOSPHERIC AIR | |
RU2040280C1 (en) | Hypoxycator | |
NZ519368A (en) | A breathing method and apparatus | |
UA60887A (en) | Breathing apparatus for inhaling gas mixtures |