RU2689871C1

RU2689871C1 - Device for breath training

Info

Publication number: RU2689871C1
Application number: RU2019104402A
Authority: RU
Inventors: Яков Абраммерович Гольдштейн; Борис Аронович Дышко; Александр Иванович Каширин; Александр Борисович Кочергин; Игорь Владимирович Пантелеев; Владимир Иванович Мизин; Владимир Владимирович Ежов; Александр Юрьевич Царев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Спорт Технолоджи"
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-05-29

Abstract

FIELD: exercise machines.SUBSTANCE: invention relates to means for breathing training by creating additional resistance to the flow of exhaled air using an inhaled air mixture with high content of carbon dioxide and low content of oxygen. Device for breathing training contains body, in which bypass chamber is formed, equipped with respiratory tube and inhalation branch pipe with inhalation valve, and a low-frequency mechanical generator of air oscillations is arranged in the form of a vibration chamber with an inlet channel connected to the bypass chamber, which is made in form of a telescoping body of revolution – a seat, in which there is a spherical ball, and an outlet channel, in which an exhalation valve is installed, at that, an inlet to the inhalation branch pipe is connected to an air accumulating tank with an air intake opening, which is connected by a bypass channel to the outlet channel of the vibration chamber. Besides, the air intake tank air intake opening is equipped with a control element.EFFECT: device for breath training is proposed.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам для тренировки дыхания путем создания дополнительного сопротивления потоку выдыхаемого воздуха с использованием вдыхаемой воздушная смеси с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода и может быть использовано как для тренировки дыхания при выполнении циклических упражнений, так и для физической реабилитации при хроническом бронхите, эмфиземе легких, бронхиальной астме, туберкулезе, варикозе, бесплодии, ожирении, гипертонии, ишемической болезни сердца, сосудистой дистонии, остеохондрозе, атеросклерозе сосудов, нарушениях обмена веществ.The invention relates to means for training breathing by creating additional resistance to the flow of exhaled air using an inhaled air mixture with a high content of carbon dioxide and reduced oxygen content and can be used for training breathing during cyclic exercises, and for physical rehabilitation in chronic bronchitis, emphysema, bronchial asthma, tuberculosis, varicose veins, infertility, obesity, hypertension, coronary heart disease, vascular disease STON, osteochondrosis, atherosclerosis, metabolic disorders.

Из уровня техники известно устройство для тренировки дыхания, содержащее корпус, в котором образована перепускная камера, снабженная дыхательной трубкой и патрубком вдоха с клапаном вдоха, и размещен низкочастотный механический генератор воздушных колебаний в виде вибрационной камеры с входным каналом, соединенным с перепускной камерой, который выполнен в виде расширяющегося кверху тела вращения - седла, в котором помещен сферический шарик, и выходным каналом, в котором установлен клапан выдоха (RU 2306161 C1, А63В 23/18, 2007; RU 86883 U1, А63В 23/18, 2009; RU 181854 U1, А63В 23/18, 2018; RU 185089 U1, А63В 23/18, 2018). Основным недостатком данной конструкции является отсутствие средств, позволяющих изменять газовый состав вдыхаемого воздуха, что ограничивает его функциональные возможности.The prior art device for training breathing, comprising a housing in which a bypass chamber is formed, equipped with a breathing tube and inhalation nozzle with an inhalation valve, and a low-frequency mechanical generator of air vibrations is placed in the form of a vibration chamber with an inlet channel connected to the bypass chamber, which is made in the form of a body of rotation extending upward — a saddle in which a spherical ball is placed, and an outlet channel in which an expiratory valve is installed (RU 2306161 C1, A63B 23/18, 2007; RU 86883 U1, A63B 23/18, 2009; RU 181 854 U1, A63B 23/18, 2018; RU 185089 U1, A63B 23/18, 2018). The main disadvantage of this design is the lack of means to change the gas composition of inhaled air, which limits its functionality.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства для тренировки дыхания путем изменения газового состава вдыхаемого воздуха и, соответственно, повышение эффективности тренировочного процесса и физической реабилитации при хронических заболеваниях.The invention is aimed at expanding the functional capabilities of the device for training breathing by changing the gas composition of inhaled air and, accordingly, increasing the efficiency of the training process and physical rehabilitation in chronic diseases.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройстве для тренировки дыхания, содержащем корпус, в котором образована перепускная камера, снабженная дыхательной трубкой и патрубком вдоха с клапаном вдоха, и размещен низкочастотный механический генератор воздушных колебаний в виде вибрационной камеры с входным каналом, соединенным с перепускной камерой, который выполнен в виде расширяющегося кверху тела вращения - седла, в котором помещен сферический шарик, и выходным каналом, в котором установлен клапан выдоха, согласно изобретению, на входе к патрубку вдоха подключена воздушная накопительная емкость с воздухозаборным окном, которая соединена перепускным каналом с выходным каналом вибрационной камеры, при этом воздухозаборное окно воздушной накопительной емкости снабжено регулировочным элементом.The solution of the task is ensured by the fact that the device for training breathing, comprising a housing in which a bypass chamber is formed, equipped with a breathing tube and an inhalation nozzle with an inspiratory valve, and a low-frequency mechanical generator of air oscillations in the form of a vibration chamber with an inlet channel connected to the bypass the camera, which is made in the form of an upwardly rotating body of a saddle, in which a spherical ball is placed, and an outlet channel in which an exhalation valve is installed, according to Retenu at the inlet to the inspiratory conduit connected airbag storage capacitance with the air intake box which is connected with the outlet passageway channel vibrating chamber, wherein the air collecting tank the air intake box is provided with an adjusting element.

Наличие воздушной накопительной емкости, включенной между патрубком вдоха и выходным каналом вибрационной камеры низкочастотного механического генератора воздушных колебаний, в которой в процессе дыхания при использовании заявленного устройства создается воздушная смесь с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода, обеспечивает реализацию сочетанного воздействие на дыхательную систему вибрационной нагрузки, создаваемой низкочастотным механическим генератором воздушных колебаний в выходном канале вибрационной камеры, которая повышает развитие силы и мощности дыхательных мышц, и «возвратного дыхания» с эффектом гипоксически-гиперкапнической тренировки, что способствует увеличению коэффициента использования кислорода, эффективному влиянию на коррекцию процессов возникновения гипоксии, повышению кислородной емкости крови, улучшению кислородотранспортной функции кровеносной системы, и, соответственно, в целом расширяет функциональные возможностей устройства для тренировки дыхания и повышает эффективность физической реабилитации при хроническом бронхите, эмфиземе легких, бронхиальной астме, туберкулезе, варикозе, бесплодии, ожирении, гипертонии, ишемической болезни сердца, сосудистой дистонии, остеохондрозе, атеросклерозе сосудов, нарушениях обмена веществ. Кроме того, наличие регулировочного элемента в воздухозаборном окне воздушной накопительной емкости позволяет изменять содержание двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемой воздушной смеси, формируемой в воздушной накопительной емкости из выдыхаемого и атмосферного воздуха, что позволяет оптимально настраивать устройство для конкретного пользователя и, соответственно, повышает эффективность тренировочного процесса.The presence of an air storage tank connected between the inhalation nozzle and the output channel of the vibration chamber of a low-frequency mechanical generator of air oscillations, in which an air mixture with a high content of carbon dioxide and a reduced oxygen content is created during breathing using the claimed device, provides a vibratory effect on the respiratory system load created by low-frequency mechanical generator of air oscillations in the output channel a vibrating chamber, which increases the development of strength and power of the respiratory muscles, and “return breathing” with the effect of hypoxic-hypercapnic training, which increases the oxygen utilization rate, effectively influences the correction of hypoxia, improves the oxygen capacity of the blood, and improves the oxygen transport function of the circulatory system , and, accordingly, in general, expands the functionality of the device for training breathing and increases the efficiency of physical recovery. ilitatsii chronic bronchitis, emphysema, asthma, tuberculosis, varices, infertility, obesity, hypertension, coronary heart disease, vascular dystonia, osteochondrosis, atherosclerosis, metabolic disorders. In addition, the presence of an adjusting element in the air intake window of the air storage tank allows you to change the content of carbon dioxide and oxygen in the inhaled air mixture formed in the air storage tank of exhaled and atmospheric air, which allows you to optimally adjust the device for a specific user and, accordingly, increases the efficiency of training process.

На чертеже представлен общий вид устройства для тренировки дыхания.The drawing shows a General view of the device for training breathing.

Устройство для тренировки дыхания содержит корпус 1, в котором образована перепускная камера 2, снабженная дыхательной трубкой 3 с мундштуком 4 (загубником) и патрубком 5 вдоха с клапаном 6 вдоха, и размещен низкочастотный механический генератор воздушных колебаний в виде вибрационной камеры 7 с входным каналом 8, соединенным с перепускной камерой 2, который выполнен в виде расширяющегося кверху конусообразного тела вращения - седла 9, в котором помещен сферический шарик 10, и выходным каналом 11, в котором установлен клапан 12 выдоха. К патрубку вдоха 5 на входе подключена воздушная накопительная емкость 13 с воздухозаборным окном 14, которая соединена перепускным каналом 15 с выходным каналом 11 вибрационной камеры 7. Воздухозаборное окно 14 воздушной накопительной емкости 13 снабжено регулировочным элементом 16 (например, шибером или заслонкой), который позволяет изменять содержание двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемой воздушной смеси, формируемой в воздушной накопительной емкости 13 из выдыхаемого и атмосферного воздуха.The device for breathing training comprises a housing 1 in which a bypass chamber 2 is formed, equipped with a breathing tube 3 with a mouthpiece 4 (mouthpiece) and a breathing nozzle 5 with a breathing valve 6, and a low-frequency mechanical generator of air vibrations is placed in the form of a vibration chamber 7 with an inlet channel 8 connected to the bypass chamber 2, which is made in the form of a cone-shaped body of rotation expanding upwards - a seat 9 in which a spherical ball 10 is placed, and an outlet channel 11 in which an exhalation valve 12 is installed. To the inspiratory nozzle 5 at the inlet is connected an air storage tank 13 with an air intake window 14, which is connected by a bypass channel 15 to the output channel 11 of the vibration chamber 7. The air intake window 14 of the air storage tank 13 is equipped with an adjusting element 16 (for example, a gate or flap), which allows change the content of carbon dioxide and oxygen in the inhaled air mixture formed in the air storage tank 13 from the exhaled and atmospheric air.

Как вариант, клапан выдоха 12 может быть выполнен с возможностью регулирования сопротивления потоку выдыхаемого воздуха и снабжен регулятором усилия прижатия клапана к седлу, который, например, включает пружину и средство изменения степени натяжения пружины в виде втулки, закрепленной на торце выходного канала посредством резьбового соединения с возможностью осевого перемещения (на чертеже не показано).Alternatively, the exhalation valve 12 may be configured to control the resistance to the flow of exhaled air and is provided with a valve pressure regulator against the seat, which, for example, includes a spring and means for changing the spring tension in the form of a sleeve fixed to the end of the output channel by means of a threaded connection the possibility of axial movement (not shown).

Устройство для тренировки дыхания функционирует следующим образом.Device for training breathing operates as follows.

При выполнении вдоха через дыхательную трубку 3 за счет разряжения в перепускная камера 2 открывается клапан 6 вдоха и воздушная смесь из воздушной накопительной емкости 13 по патрубку 5 вдоха проходит в перепускную камеру 2 корпуса и по дыхательной трубке 3 поступает в ротовую полость. При этом клапан 12 выдоха закрыт, а сферический шарик 10 под действием силы тяжести перекрывает конусообразное седло 9 входного канала 8 вибрационной камеры 7 низкочастотного механического генератора воздушных колебаний. При выполнении выдоха под напором выдыхаемого воздуха клапан 6 вдоха закрывается, перекрывая патрубок вдоха 5, и поток выдыхаемого воздуха с повышенным содержанием двуокиси углерода из перепускной камеры 2, приподнимая сферический шарик 10, через конусообразное седло 9 входного канала 8 поступает в вибрационную камеру 7 низкочастотного механического генератора воздушных колебаний и, открывая клапан 12 выдоха, через выходной канал 11 по перепускным каналу 15 выходит в воздушную накопительную емкость 13, где смешивается с атмосферным воздухом, поступающим в воздушную накопительную емкость 13 через воздухозаборное окно 14, образуя воздушную смесь с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода, состав которой можно задавать с помощью регулировочного элемента 16.When inhaling through the breathing tube 3 due to discharging into the bypass chamber 2, the inspiratory valve 6 opens and the air mixture from the air storage tank 13 goes through the insufflation nozzle 5 into the bypass chamber 2 and enters the respiratory tube 3 into the oral cavity. When this valve 12 exhalation is closed, and the spherical ball 10 under the action of gravity overlaps the cone-shaped saddle 9 of the input channel 8 of the vibration chamber 7 of the low-frequency mechanical generator of air oscillations. When exhalation is performed under the pressure of exhaled air, the inhalation valve 6 closes, blocking the inhalation nozzle 5, and the flow of exhaled air with a high content of carbon dioxide from the overflow chamber 2, lifting the spherical ball 10, through the cone-shaped seat 9 of the inlet channel 8 enters the vibration chamber 7 of the low-frequency mechanical generator of air oscillations and opening the exhalation valve 12 through the output channel 11 through the bypass channel 15 enters the air storage tank 13, where it mixes with atmospheric air, stumble into an air collecting tank 13 through the air intake port 14, forming a mixture of air with an increased carbon dioxide content and lower oxygen content, the composition of which can be set via an adjusting element 16.

Сферический шарик 10 в результате взаимодействия с воздушным потоком в расширяющемся конусообразном седле 9 входного канала 8 вибрационной камеры 7 начинает совершать низкочастотные вынужденные колебания, и, как механический вибратор, за счет создания вибрационной нагрузки модулирует колебания выдыхаемого воздуха и, соответственно, стенок дыхательных путей, в частности трахеи, что снижает легочную вентиляцию, стимулирует работу гладкой мускулатуры легких, способствует повышению силы и мощности дыхательных мышц и приводит за счет проявления бронхорасширяющего эффекта к адаптации на физическую нагрузку. Одновременно с этим при вдыхании воздушной смеси с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода реализуется эффект «возвратного дыхания», способствующий адаптации организма к условиям гипоксии, что обеспечивает увеличению коэффициента использования кислорода, повышению кислородной емкости крови, улучшению кислородотранспортной функции кровеносной системы, и в целом, повышает как эффективность процесса тренировки дыхания при выполнении циклических упражнений, так и эффективность физической реабилитации при хроническом бронхите, эмфиземе легких, бронхиальной астме, туберкулезе, варикозе, бесплодии, ожирении, гипертонии, ишемической болезни сердца, сосудистой дистонии, остеохондрозе, атеросклерозе сосудов, нарушениях обмена веществ.The spherical ball 10 as a result of interaction with the air flow in the expanding cone-shaped saddle 9 of the input channel 8 of the vibration chamber 7 begins to perform low-frequency forced oscillations, and, like a mechanical vibrator, by creating a vibration load modulates the oscillations of exhaled air and, accordingly, the walls of the respiratory tract, particular trachea, which reduces pulmonary ventilation, stimulates the smooth muscles of the lungs, helps to increase the strength and power of the respiratory muscles and leads to of the bronchodilator effect to adapt to physical activity. At the same time, when breathing air mixture with a high content of carbon dioxide and low oxygen content, the effect of “return breathing” is realized, which promotes adaptation of the organism to hypoxia, which provides an increase in oxygen utilization rate, an increase in the oxygen capacity of the blood, and an improvement in the oxygen transport function of the circulatory system. In general, it increases both the efficiency of the breathing training process when performing cyclic exercises and the effectiveness of physical rehabilitation ation with chronic bronchitis, emphysema, asthma, tuberculosis, varices, infertility, obesity, hypertension, coronary heart disease, vascular dystonia, osteochondrosis, atherosclerosis, metabolic disorders.

Наличие регулировочного элемента 16 в воздухозаборном окне 14 воздушной накопительной емкости 13 позволяет изменять содержание двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемой воздушной смеси, формируемой в воздушной накопительной емкости 13 из выдыхаемого и атмосферного воздуха, что позволяет оптимально настраивать устройство для конкретного пользователя и, соответственно, повышает эффективность тренировочного процесса.The presence of the adjusting element 16 in the intake window 14 of the air storage tank 13 allows you to change the content of carbon dioxide and oxygen in the inhaled air mixture formed in the air storage tank 13 from exhaled and atmospheric air, which allows you to optimally adjust the device for a specific user and, accordingly, increases efficiency training process.

Claims

A device for training breathing, comprising a housing in which a bypass chamber is formed, equipped with a breathing tube and inhalation nozzle with an inhalation valve, and a low-frequency mechanical generator of air oscillations is placed in the form of a vibration chamber with an inlet channel connected to the bypass chamber, which is designed as an expanding upward the body of rotation - the seat in which the spherical ball is placed, and the outlet channel in which the exhalation valve is installed, characterized in that an air supply is connected to the inlet to the inhalation nozzle I storage tank with an air intake window, which is connected by a bypass channel with the output channel of the vibration chamber, while the air intake window of the air storage tank is equipped with an adjusting element.