RU35073U1

RU35073U1 - Pulmonary Oxygen Breathing Machine

Info

Publication number: RU35073U1
Application number: RU2003119212/20U
Authority: RU
Inventors: В.А. Горбатов; А.Ф. Син; А.С. Голик; В.Р. Дингес; Е.А. Шуверов; А.П. Федорович; В.А. Зубарева; В.А. Огурецкий
Original assignee: Кемеровский отдельный военизированный горноспасательный отряд
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2003-12-27

Description

Легочный автомат для кислородно-дыхательных Pulmonary Oxygen Respiratory Machine

Полезная модель относится к устройствам для зашиты органов дыхания от вредного влияния окружающей среды и может быть использована, например, в применяемых в спасательных службах конструкциях респираторов с управляемыми дыханием клапанами, дозирующими поступление кислорода.The utility model relates to devices for protecting respiratory organs from the harmful effects of the environment and can be used, for example, in respirator designs used in rescue services with breath-controlled valves that dispense oxygen.

Известен легочный автомат мембранного типа, содержащий корпус, мембрану и связанный с ней клапан, пневмоусилитель с клапаном, делитель потока в виде двух параллельных каналов, в одном из которых установлен дроссель, а в другом инжектор, всасывающая линия которого соединена с полостью под мембраной легочного автомата ( авторское свидетельство СССР №463452, кл.А62В7/02, приоритет от 30.03.73г. опубликовано в 1975г.). Необходимая подача кислорода при любом его потреблении пациентом в известном легочном автомате обеспечивается путем автоматического увеличения времени подачи или частоты включения клапана подачи кислорода независимо от величины минутной вентиляции пациента.A membrane type pulmonary machine is known, comprising a housing, a membrane and a valve associated with it, a pneumatic amplifier with a valve, a flow divider in the form of two parallel channels, in one of which a throttle is installed, and in the other an injector, the suction line of which is connected to the cavity under the membrane of the pulmonary machine (USSR copyright certificate No. 463452, class A62B7 / 02, priority dated March 30, 73. published in 1975). The necessary supply of oxygen at any of its consumption by the patient in a known pulmonary machine is ensured by automatically increasing the supply time or the frequency of switching on the oxygen supply valve, regardless of the amount of minute ventilation of the patient.

Открытие клапана происходит за счет воздействия избыточного давления, создаваемого потоком кислорода на мембрану пневмоусилителя.The opening of the valve occurs due to the influence of excess pressure created by the flow of oxygen on the membrane of the pneumatic amplifier.

Недостатками известного легочного автомата являются:The disadvantages of the known pulmonary machine are:

А 62 В 7/04 аппаратов.A 62 V 7/04 apparatus.

- в режиме постоянной подачи кислорода при малом расходе в дыхательном мешке образуется смесь с большим содержанием азота.- in the mode of constant oxygen supply at a low flow rate, a mixture with a high nitrogen content is formed in the breathing bag.

Известен мембранный легочный автомат, работающий по принципу пневматического реле, который содержит основной и вспомогательный клапаны и канал подвода кислорода от редуктора кислородного баллона. (Н.С.Диденко. Регенеративные респираторы для горноспасательных работ. М., Недра, 1990, с.79-80)Known membrane pulmonary machine, operating on the principle of a pneumatic relay, which contains the main and auxiliary valves and the oxygen supply channel from the oxygen cylinder reducer. (N.S. Didenko. Regenerative respirators for mine rescue operations. M., Nedra, 1990, p. 79-80)

Основной клапан прижат к седлу пружиной и на его штоке установлена регулирующая гайка с шайбой, а камера герметизируется мембраной.The main valve is pressed against the seat by a spring and an adjusting nut with a washer is installed on its stem, and the chamber is sealed with a membrane.

Вспомогательный клапан легочного автомата содержит сопло и подпружиненную с двух сторон мембрану. Величиной зазора между соплом и мембраной регулируется величина вакуумметрического давления, при котором должен работать легочный автомат.The auxiliary valve of the pulmonary machine contains a nozzle and a membrane spring loaded on both sides. The size of the gap between the nozzle and the membrane is controlled by the value of the vacuum pressure at which the pulmonary automatic machine should work.

Известная конструкция легочного автомата мембранного типа, используемая в респираторах Р-12 и Р-30, не экономична в отношении расхода кислорода, т.к. подача, кроме постоянной в количестве 1.3. - 1,5 л/мин, осуществляется в большом количестве (60 - 150 л/мин) непосредственно от редуктора. За счет ускорения работы мембран легочного автомата и выпускного клапана дыхательный мешок переполняется, и большое количество кислорода уходит из него через клапан избыточного давления. Использование известного легочного автомата вызывает большие потери кислорода при легкой работе и когда пациент находится в спокойном состоянии. В результате этого срок защитного действия респиратора сокращается до 4-х часов при работе и 5-ти часов - в спокойном состоянии (отсидке).The known design of a pulmonary membrane-type automaton used in respirators P-12 and P-30 is not economical with respect to oxygen consumption, because supply, except constant in the amount of 1.3. - 1.5 l / min, carried out in large quantities (60 - 150 l / min) directly from the gearbox. Due to the acceleration of the operation of the membranes of the pulmonary automaton and the exhaust valve, the breathing bag overflows and a large amount of oxygen leaves it through the overpressure valve. The use of a known pulmonary machine causes large oxygen losses during light work and when the patient is in a calm state. As a result of this, the protective action period of the respirator is reduced to 4 hours at work and 5 hours in a calm state (sitting out).

подпружинен относительно корпуса и снабжён дозирующим отверстием с каналами, соединяющими подклапанную и надклапанную полости, и мембрану, ограничивающую надклапанную полость. Надклапанная полость соединена с дыхательным мешком, а надмембранное пространство снабжено толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с приводом от дыхательного мешка и, через мембрану, подпружиненным штоком основного клапана.spring-loaded relative to the housing and equipped with a metering hole with channels connecting the subvalvular and supravalvular cavity, and the membrane bounding the supravalvular cavity. The supravalvular cavity is connected to the breathing bag, and the supmembrane space is equipped with a pusher that is installed to interact with the actuator from the breathing bag and, through the membrane, the spring-loaded stem of the main valve.

Отличием легочного автомата является то, что он снабжен дополнительным клапаном, установленным последовательно с основным клапаном, подклапанная полость которого соединена с каналом подвода кислорода от редуктора кислородного баллона, а шток подпружинен относительно корпуса, снабжён дозирующим отверстием с каналами подачи кислорода и установлен с возможностью взаимодействия со штоком основного клапана, при этом надклапанная полость дополнительного клапана соединена с подклапанной полостью основного клапана.The difference between the pulmonary automaton is that it is equipped with an additional valve installed in series with the main valve, the subvalvular cavity of which is connected to the oxygen supply channel from the oxygen cylinder reducer, and the rod is spring-loaded relative to the housing, equipped with a metering hole with oxygen supply channels and is installed with the possibility of interaction with the stem of the main valve, while the supravalvular cavity of the additional valve is connected to the subvalvular cavity of the main valve.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1,2 и 3 показаны соответственно положения клапанов лёгочного автомата при трёх режимах его работы: в спокойном состоянии или лёгком режиме работы, при средней нагрузке и при тяжёлой работе.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. Figures 1, 2 and 3 show the positions of the valves of the pulmonary automatic machine in three modes of operation: in a quiet state or light mode of operation, under medium load, and during heavy work.

Легочный автомат содержит корпус 1, внутри которого имеется седло 2 основного клапана, подвижная часть которого выполнена в виде штока 3, подпружиненного относительно корпуса с помощью пружины 4. В штоке имеются дозирующее отверстие 5, каналы 6 подвода кислорода к дозирующему отверстию и каналы 7 подачи кислорода в надклапанную полость А основного клапана, соединённую патрубком 8 с дыхательным мешком (не показан). Надклапанная полость А ограничена мембраной 9, закрепленной в корпусе. Со стороны полости А мембрана взаимодействует со штоком 3 основного клапана, а в надмембранной полости Б установлен толкатель 10,The lung machine contains a housing 1, inside which there is a seat 2 of the main valve, the movable part of which is made in the form of a rod 3, spring-loaded relative to the housing using a spring 4. The rod has a metering hole 5, channels 6 for supplying oxygen to the metering hole and channels 7 for oxygen supply into the supravalvular cavity A of the main valve, connected by a pipe 8 to a breathing bag (not shown). The valvular cavity A is bounded by a membrane 9 fixed in the housing. From the side of cavity A, the membrane interacts with the stem 3 of the main valve, and a pusher 10 is installed in the supmembrane cavity B,

взаимодействующий через мембрану 9 со штоком 3 и, через регулируемую рычажную систему 11 - с дыхательным мешком. Регулирование системы осуществляют с помощью винта 12. Последовательно основному клапану, со стороны подачи кислорода, в корпусе 1 установлен дополнительный клапан, причём его седло 13 помещено в корпусе 1, а подвижная часть, как и у основного клапана, выполнена в виде штока, внутри которого имеется дозирующее отверстие 15 с каналами 16 подачи кислорода в его надклапанную полость В, соединённую с подклапанной полостью Г основного клапана. Шток 14 дополнительного клапана подпружинен относительно корпуса 1 пружиной 17, а его подклапанная полость Д соединена с помощью канала 18 подвода кислорода с редуктором кислородного баллона (не показан).interacting through the membrane 9 with the rod 3 and, through an adjustable lever system 11 - with a breathing bag. The regulation of the system is carried out using a screw 12. In series with the main valve, on the oxygen supply side, an additional valve is installed in the housing 1, and its seat 13 is placed in the housing 1, and the movable part, like that of the main valve, is made in the form of a rod, inside of which there is a metering hole 15 with channels 16 for supplying oxygen to its supravalvular cavity B connected to the subvalvular cavity G of the main valve. The stem 14 of the additional valve is spring-loaded relative to the housing 1 by a spring 17, and its subvalvular cavity D is connected via an oxygen supply channel 18 to an oxygen cylinder reducer (not shown).

Ниже приведено описание работы легочного автомата.The following is a description of the operation of the pulmonary machine.

Кислород, от редуктора кислородного баллона, по каналу 18 в корпусе 1, поступает в подклапанную полость Д дополнительного клапана и далее, через дозирующее отверстие 15 и каналы 16, выходит в надклапанное пространство В, а затем - в подклапанное пространство Г основного клапана. По каналам 6 в штоке 3 основного клапана кислород поступает в его дозирующее отверстие 5 и по каналам 7 выходит в надклапанное пространство А и далее, по патрубку 8, в дыхательный мешок в количестве 0,5-0,6 л/мин. Данный режим подачи кислорода является постоянным. При покое и лёгкой работе дыхание слабое, потребление кислорода небольшое и поступление его в дыхательный мешок в количестве 0,5-0,6 л/мин вполне обеспечивает потребность человека.Oxygen from the oxygen cylinder reducer, through channel 18 in the housing 1, enters the subvalvular cavity D of the additional valve and then, through the metering hole 15 and channels 16, enters the supravalvular space B, and then into the subvalvular space G of the main valve. Through the channels 6 in the stem 3 of the main valve, oxygen enters its metering hole 5 and through the channels 7 goes into the supravalve space A and then, through the pipe 8, into the breathing bag in an amount of 0.5-0.6 l / min. This oxygen supply mode is constant. At rest and light work, breathing is weak, oxygen consumption is small and its intake in the respiratory bag in an amount of 0.5-0.6 l / min fully satisfies the human need.

При увеличении нагрузки (в режиме работы средней тяжести) потребность в кислороде увеличивается, ритм, и амплитуда дыхания изменяется. С увеличением сопротивления вдоху наполняемость дыхательного мешка уменьшается, при этом происходит поворотWhen the load increases (in the mode of operation of moderate severity), the need for oxygen increases, the rhythm, and the amplitude of the breath changes. With increasing resistance to inhalation, the filling of the respiratory sac decreases, while this turns

рычажной системы 11 и её регулировочный винт 12 давит на толкатель 10, который через мембрану 9 воздействует на шток 3 основного клапана. Преодолевая сопротивление пружины 4, шток 3 смещается и открывает кольцевое пространство между седлом 2 и штоком 3, через которое кислород из подклапанного пространства Г основного клапана выходит в полость А и далее, по патрубку 8 - в дыхательный мешок, т.е. часть кислорода выходит к дыхательному мешку, минуя дозирующее отверстие 5 и каналы 7. В данном режиме работы лёгочный автомат обеспечивает подачу кислорода 2,5-5,0 л/мин.the lever system 11 and its adjusting screw 12 presses on the pusher 10, which through the membrane 9 acts on the stem 3 of the main valve. Overcoming the resistance of the spring 4, the rod 3 is displaced and opens an annular space between the seat 2 and the rod 3, through which oxygen from the subvalvular space G of the main valve enters the cavity A and then through the pipe 8 into the breathing bag, i.e. part of the oxygen goes to the breathing bag, bypassing the metering hole 5 and channels 7. In this mode of operation, the pulmonary machine provides oxygen supply of 2.5-5.0 l / min.

При тяжелой работе ритм и амплитуда дыхания изменяются дыхание становится более глубоким и резким, а потребность в кислороде значительно возрастает. Под действием разряжения в дыхательной системе, наполняемость дыхательного мешка уменьшается, и рычажная система 11 усиливает давление через регулировочный винт 12 на толкатель 10. Под действием этого давления шток 3 основного клапана опускается ниже и своим основанием воздействует на шток 14 дополнительного клапана. Преодолевая сопротивление пружины 17, шток 14 опускается и открывает кольцевой зазор между седлом 13 и штоком. Кислород из подклапанной полости Д, минуя дозирующее отверстие 15 и каналы 16 в штоке, начинает поступать в надклапанную полость В и обход основного клапана - непосредственно в надклапанную полость А основного клапана и далее - в дыхательный мешок. В данном режиме работы лёгочный автомат обеспечивает подачу кислорода для дыхания в объёме 100-150 л/мин.With hard work, the rhythm and amplitude of breathing change, breathing becomes deeper and sharper, and the need for oxygen increases significantly. Under the action of a vacuum in the respiratory system, the filling of the breathing bag decreases, and the lever system 11 increases the pressure through the adjusting screw 12 to the pusher 10. Under the influence of this pressure, the stem 3 of the main valve drops lower and acts on the stem 14 of the additional valve with its base. Overcoming the resistance of the spring 17, the rod 14 is lowered and opens the annular gap between the seat 13 and the rod. Oxygen from the subvalvular cavity D, bypassing the metering hole 15 and the channels 16 in the rod, begins to flow into the supravalvular cavity B and bypasses the main valve - directly into the supravalvular cavity A of the main valve and then into the breathing bag. In this mode of operation, the pulmonary machine provides oxygen for breathing in a volume of 100-150 l / min.

В процессе дыхания дыхательный мешок находится в наполненном состоянии и часть смеси из него периодически удаляется через избыточный клапан, т.е. происходит продувка системы дыхания от азота.In the process of breathing, the breathing bag is in a filled state and part of the mixture is periodically removed through an excess valve, i.e. there is a purge of the respiratory system from nitrogen.

условий дыхания при выполнении различных по сложности работ и предотвращает перенасыщение системы азотом.breathing conditions when performing work of various complexity and prevents the system from being oversaturated with nitrogen.

Claims

A lung machine for oxygen-breathing apparatus, comprising a body with an oxygen supply channel from the oxygen cylinder reducer, a main valve, the rod of which is spring-loaded relative to the body and equipped with a metering hole and channels connecting the subvalvular and supravalvular cavities, and a membrane limiting the supravalvular cavity, the subvalvular cavity connected to the breathing bag, and the supmembrane space is equipped with a pusher mounted to interact with the drive from the breathing bag and without a membrane - with the main valve stem, characterized in that it is equipped with an additional valve installed in series with the main valve, the valve valve cavity of which is connected to the oxygen supply channel from the oxygen cylinder reducer, and the rod is spring-loaded relative to the pulmonary machine case, equipped with a metering hole with supply channels oxygen and is installed with the possibility of interaction with the stem of the main valve, while the supravalvular cavity of the additional valve is connected to the subvalvular cavity of the main oval valve.