RU80751U1

RU80751U1 - RESPIRATORY SIMULATOR

Info

Publication number: RU80751U1
Application number: RU2008137915/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Федорович Кустов
Original assignee: Евгений Федорович Кустов
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2009-02-27

Abstract

Полезная модель относится к области здравоохранения, предназначена для использования при обучении способам аэробного и анаэробного дыхания и позволяет повысить функциональные возможность тренажера дыхательного и безопасность тренировки. Тренажер содержит герметичный сосуд 1, внутри которого коаксиально расположена цилиндрическая аэрозольная камера 2, установленная с донным зазором относительно дна наружного сосуда 1. На нижнем конце цилиндрической аэрозольной камеры 2 установлена съемным донная насадка 3 имеющая выступ 4, фиксирующий величину донного зазора, и отверстия 5. Аэрозольная камера 2 сужена в верхней части к месту установки дыхательной трубки 6, которая нижним концом плотно насажена на открытый верхний конец аэрозольной камеры 2. Герметичный сосуд 1 сверху закрыт крышкой 7 с отверстиями 8 для сообщения с атмосферой и заполнен жидкостью 9. В верхней части дыхательной трубки 6 расположена дополнительная камера 10, на которой сверху расположены первый наконечник и по меньшей мере один дополнительный наконечника 11 идентичный первому, при этом каждый наконечник имеет воздушным канал, и кондуктор 12. При вдохе возникает разряжение в дыхательной трубке 6, дополнительной камере 10 и камере 2 и жидкость 9 через донный зазор и отверстия 5 в донной насадке 3 засасывается в камеру 2. Когда вся жидкость 9 собирается внутри аэрозольной камеры 2 вслед за жидкостью 9 в нее поступает воздух, который барботирует жидкость 9, увлекая ее вверх, создавая во всем объеме жидкости 9 состояние бурления с многочисленными очагами распыления и разбрызгивания. Аэрозольная жидкостно-воздушная смесь поднимается вверх, при этом происходит снижение и выравнивание скоростей в потоке по сечению камеры и осаждение в нем крупных капель жидкости. Через дыхательную трубку 6 и каналы наконечников 11 поток жидкостно-воздушной смеси поступает к пациенту. 1 п.ф., 2 илл.The utility model relates to the field of healthcare, is intended for use in teaching methods of aerobic and anaerobic respiration, and allows to increase the functionality of a respiratory simulator and the safety of training. The simulator contains a sealed vessel 1, inside of which a cylindrical aerosol chamber 2 is coaxially located, installed with a bottom gap relative to the bottom of the outer vessel 1. At the lower end of the cylindrical aerosol chamber 2, a bottom nozzle 3 having a protrusion 4 fixing the size of the bottom gap and openings 5 is installed. The aerosol chamber 2 is narrowed in the upper part to the installation site of the breathing tube 6, which the lower end is tightly mounted on the open upper end of the aerosol chamber 2. The sealed vessel 1 is closed from above lid 7 with openings 8 for communication with the atmosphere and is filled with liquid 9. In the upper part of the breathing tube 6 there is an additional chamber 10, on top of which there is a first tip and at least one additional tip 11 identical to the first, with each tip having an air channel, and the conductor 12. When inhaling, a vacuum occurs in the breathing tube 6, the additional chamber 10 and chamber 2 and the liquid 9 is sucked into the chamber 2 through the bottom gap and holes 5 in the bottom nozzle 3. When all the liquid 9 is collected inside three aerosol chambers 2 after the liquid 9, air enters it, which sparges the liquid 9, dragging it up, creating a state of drilling with numerous foci of spraying and spraying in the entire volume of liquid 9. The aerosol liquid-air mixture rises upward, while there is a decrease and equalization of velocities in the stream along the section of the chamber and the deposition of large drops of liquid in it. Through the breathing tube 6 and the channels of the tips 11, the flow of the liquid-air mixture enters the patient. 1 pf, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к здравоохранению и предназначена для использования при обучении способам аэробного и анаэробного дыхания.The utility model relates to healthcare and is intended for use in teaching methods of aerobic and anaerobic respiration.

Известен ингалятор, описанный в патенте SU 1790417, МПК⁷А61М 15/02, опубл. 23.01.1993 г., содержащий герметичный сосуд с отверстием для вдоха воздуха, коаксиально установленную внутри него цилиндрическую аэрозольную камеру с отверстиями для распыления в нижнем конце и соединенную с камерой дыхательную трубку. Дно аэрозольной камеры выполнено с отверстиями для распыления, и размещено с зазором относительно дна сосуда.Known inhaler described in patent SU 1790417, IPC ⁷ A61M 15/02, publ. 01/23/1993, containing a sealed vessel with a hole for inhaling air, a coaxially mounted inside of it a cylindrical aerosol chamber with holes for spraying at the lower end and a breathing tube connected to the camera. The bottom of the aerosol chamber is made with holes for spraying, and placed with a gap relative to the bottom of the vessel.

Однако такой тренажер имеет ограниченные функциональные возможности.However, such a simulator has limited functionality.

Известен дыхательный тренажер, см. патент RU 2112557, МПК⁷А61М 15/02, опубл. 10.06. 1998 г., содержащий наружную камеру смешения с отверстием для подачи/отвода воздуха в крышке наружной камеры, установленный внутри наружной камеры ингалятор в виде закрытого сосуда, внутри которого коаксиально установлена аэрозольная камера, причем дно аэрозольной камеры выполнено с отверстиями для подачи ингалируемого вещества и расположено с зазором относительно дна закрытого сосуда, и подсоединенную к аэрозольной камере дыхательную трубку, проходящую через отверстие в крышке наружной камеры смешения и с зазором через отверстие в крышке закрытого сосуда, отличающийся тем, что снабжен газопроводящим каналом с впускным и выпускным клапанами, установленным в наружной камере со смещением относительно оси ингалятора, проход дыхательной трубки через крышку наружной камеры выполнен беззазорным, отверстие для подачи/отвода воздуха в крышке наружной камеры смещено относительно отверстия для прохода дыхательной трубки, причем впускной клапан газопроводящего канала расположен на его нижнем конце в донной Known breathing simulator, see patent RU 2112557, IPC ⁷ A61M 15/02, publ. 10.06. 1998, comprising an external mixing chamber with an air supply / exhaust hole in the cover of the external chamber, an inhaler installed inside the outer chamber in the form of a closed vessel, inside of which an aerosol chamber is coaxially mounted, the bottom of the aerosol chamber being made with holes for supplying the inhalable substance and is located with a gap relative to the bottom of the closed vessel, and a breathing tube connected to the aerosol chamber passing through the hole in the lid of the outer mixing chamber and with a gap through the hole in the roof the neck of a closed vessel, characterized in that it is equipped with a gas channel with inlet and outlet valves installed in the outer chamber with an offset relative to the axis of the inhaler, the passage of the breathing tube through the cover of the outer chamber is clearance-free, the hole for supplying / discharging air in the cover of the outer chamber is offset relative to the hole for the passage of the breathing tube, and the inlet valve of the gas channel is located at its lower end in the bottom

части наружной камеры, а выпускной - на его верхнем конце, подсоединенном к отверстию для подачи/отвода воздуха.part of the outer chamber, and the exhaust - at its upper end, connected to the hole for supplying / discharging air.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является тренажер-ингалятор, описанный в патенте RU 2124368, МПК А61М 15/00, опубл. 1999.01.10, который содержит герметичный сосуд с отверстиями для вдоха воздуха, коаксиально установленную внутри него цилиндрическую аэрозольную камеру с отверстиями для распыления, расположенными в ее днище, размещенном с зазором относительно дна сосуда, дыхательную трубку с наконечником и дополнительную емкость с каналом для выхода воздуха. На внешней стороне днища аэрозольной камеры выполнены лопатки, опирающиеся в дно сосуда. Дополнительная емкость выполнена с возможностью изменения объема за счет одной или нескольких кольцевых вставок. Между наконечником и дыхательной трубкой установлен расширитель цилиндрической формы.The closest in technical essence to the proposed utility model is the inhaler simulator described in patent RU 2124368, IPC A61M 15/00, publ. 1999.01.10, which contains a sealed vessel with holes for inhaling air, a coaxially mounted inside of it a cylindrical aerosol chamber with spray holes located in its bottom, placed with a gap relative to the bottom of the vessel, a breathing tube with a tip and an additional container with a channel for air outlet . On the outside of the bottom of the aerosol chamber blades are made, resting in the bottom of the vessel. The additional capacity is made with the possibility of changing the volume due to one or more annular inserts. A cylindrical expander is installed between the tip and the breathing tube.

Однако такой тренажер имеет ограниченные функциональные возможности, так как его нельзя использовать для дыхания через нос с участием обеих ноздрей одновременно или поочередно.However, such a simulator has limited functional capabilities, since it cannot be used for breathing through the nose with the participation of both nostrils simultaneously or alternately.

Технической задачей полезной модели является повышение функциональных возможностей тренажера дыхательного и безопасности тренировки путем динамического регулирования в процессе тренировки избыточного давления на выдохе и разряжения на вдохе.The technical task of the utility model is to increase the functional capabilities of the respiratory simulator and the safety of the training by dynamically regulating during exhalation the excessive pressure on the exhale and the vacuum on the inspiration.

Эта техническая задача достигается тем, что в известном тренажере дыхательном, содержащим герметичный сосуд с отверстиями для вдоха и выдоха воздуха, коаксиально установленную внутри него цилиндрическую аэрозольную камеру, в нижней части которой расположена съемная донная насадка с отверстиями и размещенная с зазором относительно дна герметичного сосуда, дыхательную трубку с наконечником с дыхательным каналом и дополнительный сосуд для выхода воздуха, отличающийся тем, что, This technical problem is achieved in that in the known respiratory simulator, containing a sealed vessel with holes for inhaling and exhaling air, a cylindrical aerosol chamber coaxially installed inside it, in the lower part of which there is a removable bottom nozzle with holes and placed with a gap relative to the bottom of the sealed vessel, a breathing tube with a tip with a respiratory channel and an additional vessel for air outlet, characterized in that,

он снабжен, по меньшей мере одним аналогичным первому дополнительным наконечником с дыхательным каналам и кондуктором с отверстиями по числу дыхательных каналов и фиксатором положений, при этом кондуктор расположен под наконечниками в верхней части дополнительного сосуда.it is equipped with at least one similar first additional tip with the respiratory channels and a conductor with holes in the number of respiratory channels and a position lock, while the conductor is located under the tips in the upper part of the additional vessel.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен дыхательный тренажер, на фиг.2 изображен дыхательный тренажер с крышкой и дополнительным объемом.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a breathing simulator, Fig. 2 shows a breathing simulator with a cover and an additional volume.

Дыхательный тренажер содержит герметичный сосуд 1, внутри которого коаксиально расположена цилиндрическая аэрозольная камера 2, установленная с донным зазором относительно дна наружного сосуда 1. На нижнем конце цилиндрической аэрозольной камеры 2 установлена съемная донная насадка 3 имеющая выступ 4, фиксирующий величину донного зазора, и отверстия 5. Цилиндрическая аэрозольная камера 2 сужена в верхней части к месту установки дыхательной трубки 6, которая нижним концом плотно насажена на открытый верхний конец цилиндрической аэрозольной камеры 2. Герметичный сосуд 1 сверху закрыт крышкой 7 с отверстиями 8 для сообщения с атмосферой и заполнен жидкостью 9. В верхней части дыхательной трубки 6 расположена дополнительная камера 10, на которой сверху расположены первый наконечник и, по меньшей мере, один дополнительный наконечник 11 идентичный первому, при этом каждый выполнен с воздушным каналом, и кондуктор 12 с несколькими фиксирующими положениями для обеспечения дробного перекрытия каналов. Размеры и количество каналов выполнены с сечениями не менее сечения нижней части дыхательной трубки 6, отверстие 8 в крышке 7, канал между стенками аэрозольной камеры 2 и сосуда 1, цилиндрическая аэрозольная камера 2 выполнены с величиной сечений не менее величины общей площади отверстий 5 донной насадки 3.The breathing simulator contains a sealed vessel 1, inside of which a cylindrical aerosol chamber 2 is coaxially located, installed with a bottom clearance relative to the bottom of the outer vessel 1. At the lower end of the cylindrical aerosol chamber 2, a removable bottom nozzle 3 is installed having a protrusion 4 that fixes the size of the bottom clearance and openings 5 The cylindrical aerosol chamber 2 is narrowed in the upper part to the installation site of the breathing tube 6, which the lower end is tightly mounted on the open upper end of the cylindrical aerosol th chamber 2. The sealed vessel 1 is closed from above with a lid 7 with openings 8 for communication with the atmosphere and is filled with liquid 9. In the upper part of the breathing tube 6 there is an additional chamber 10, on top of which there is a first tip and at least one additional tip 11 identical to the first, each made with an air channel, and a conductor 12 with several locking positions to provide fractional overlap of the channels. The dimensions and number of channels are made with cross sections not less than the lower part of the breathing tube 6, hole 8 in the cover 7, the channel between the walls of the aerosol chamber 2 and the vessel 1, the cylindrical aerosol chamber 2 is made with cross sections not less than the total area of the holes 5 of the bottom nozzle 3 .

Тренажер может иметь дополнительный сосуд 13 с крышкой 14, внутри которого расположен герметичный сосуд 1. Крышка 14 выполнена с отверстием, через которое выведена дыхательная трубка 6. Дополнительным сосудом 13 может быть стеклянная банка.The simulator may have an additional vessel 13 with a lid 14, inside of which there is a sealed vessel 1. The lid 14 is made with an opening through which the breathing tube 6. The additional vessel 13 may be a glass jar.

Тренажер работает следующим образом.The simulator works as follows.

При вдохе возникает разряжение в дыхательной трубке 6 дополнительной камеры 10 и цилиндрической аэрозольной камере 2 и жидкость 9 через донный зазор и отверстия 5 в донной насадке 3 засасывается в цилиндрическую аэрозольную камеру 2. Когда вся жидкость 9 собирается внутри аэрозольной камеры 2 вслед за жидкостью 9 в нее поступает воздух, который барботирует жидкость 9, увлекая ее вверх, создавая во всем объеме жидкости 9 состояние бурления с многочисленными очагами распыления и разбрызгивания. Аэрозольная жидкостно-воздушная смесь поднимается вверх, при этом происходит снижение и выравнивание скоростей в потоке по сечению цилиндрической аэрозольной камеры 2 и осаждение в нем крупных капель жидкости. Через дыхательную трубку 6, дополнительной камеры 10 и каналы наконечников 11 поток жидкостно-воздушной смеси поступает к пациенту. В дыхательной трубке 6 наличие дополнительной камеры 10 в ее верхней части и поверхности в области отверстия каналов наконечников 11, способствует осаждению в этой полости дыхательной трубки 6 мелких капель жидкости 9, которые скапывают с поверхности в области отверстия каналов наконечников 11 и с дна расширения дыхательной трубки 6 и возвращаются по стенкам цилиндрической аэрозольной камеры 2 обратно в тренажер.When inhaling, a vacuum occurs in the breathing tube 6 of the additional chamber 10 and the cylindrical aerosol chamber 2 and the liquid 9 is sucked into the cylindrical aerosol chamber 2 through the bottom gap and openings 5 in the bottom nozzle 3. When all the liquid 9 is collected inside the aerosol chamber 2 after the liquid 9 into it receives air, which sparges liquid 9, dragging it up, creating a state of drilling with numerous foci of spraying and spraying in the entire volume of liquid 9. The aerosol liquid-air mixture rises, while there is a decrease and equalization of velocities in the flow along the cross section of the cylindrical aerosol chamber 2 and the deposition of large drops of liquid in it. Through the breathing tube 6, the additional chamber 10 and the channels of the tips 11, the flow of the liquid-air mixture enters the patient. In the breathing tube 6, the presence of an additional chamber 10 in its upper part and the surface in the region of the opening of the channels of the tips 11 contributes to the deposition of small drops of liquid 9 in this cavity of the breathing tube 6, which are dripped from the surface in the region of the opening of the channels of the tips 11 and from the bottom of the expansion of the breathing tube 6 and return to the simulator along the walls of the cylindrical aerosol chamber 2.

При выдохе воздушная смесь через каналы наконечников 11 дыхательной трубки 6 поступает обратно в цилиндрическую аэрозольную камеру 2, вытекает через 5 донной насадки 3 и донный зазор жидкость в пространство между цилиндрической аэрозольной камерой 2 и наружным сосудом 1, барботируется через слой вытолкнутой жидкости и выходит через отверстие 8 в крышке 7. Таким образом, дыхание осуществляется с разряжением на вдохе и сопротивлением на выдохе.Upon exhalation, the air mixture passes through the channels of the tips 11 of the breathing tube 6 back into the cylindrical aerosol chamber 2, flows out through the 5th bottom nozzle 3 and the bottom gap into the space between the cylindrical aerosol chamber 2 and the outer vessel 1, is bubbled through a layer of ejected liquid and exits through the hole 8 in the cover 7. Thus, breathing is carried out with discharge on inhalation and resistance on exhalation.

При повторном вдохе воздух атмосферы смешивается с частью воздуха в дыхательной трубке 6, цилиндрической аэрозольной камере 2, наружном сосуде 1, оставшегося от предыдущего выдоха, что увеличивает во вдыхаемой With a second inhalation, the atmospheric air mixes with part of the air in the breathing tube 6, the cylindrical aerosol chamber 2, and the outer vessel 1 remaining from the previous exhalation, which increases in the inhaled

смеси содержание углекислого газа и уменьшает количество кислорода, что дает положительный гипоксический и гиперкапнический эффект.the mixture contains carbon dioxide and reduces the amount of oxygen, which gives a positive hypoxic and hypercapnic effect.

Наличие кондуктора 12 позволяет переключать каналы наконечников 11 вдоха и выдоха как установочно, так и динамично в процессе тренировки.The presence of the conductor 12 allows you to switch the channels of the tips 11 inspiration and exhalation both installation and dynamically during training.

При использовании второго дополнительного сосуда 13 во время дыхания процессы аналогичны. Только путь воздуха в тренажер и обратно осуществляется через этот сосуд 13 и отверстие в крышке 14. Вследствие возвратного дыхания в дополнительном сосуде 13 и соответственно во вдыхаемой смеси происходит увеличение содержания углекислого газа и уменьшение концентрации кислорода.When using the second additional vessel 13 during breathing, the processes are similar. Only the air path to the simulator and back is through this vessel 13 and the hole in the lid 14. Due to the return breathing in the additional vessel 13 and, accordingly, in the inhaled mixture, there is an increase in carbon dioxide content and a decrease in oxygen concentration.

Наличие нескольких наконечников 11 с дыхательными каналами позволяет осуществлять тренировки при трех типах дыханий: через рот, нос и совместно через рот и нос. Кроме того, это позволяет при дыхании через тренажер регулировать избыточное давление на выдохе и разряжение на вдохе путем частичного открывания канала наконечника 11 и сообщения дыхательной трубки 6 с атмосферой. В первые моменты, когда слой воды в наружном сосуде 1 закрывает отверстия 5 донной насадки 3 воздух через тренажер не проходит и нужно напряжение дыхательной системы, чтобы поднять жидкость 9 в цилиндрическую аэрозольную камеру 2 при вдохе и в пространство между цилиндрической аэрозольной камерой 2 и наружным сосудом 1 при выдохе. Если из-за слабости дыхания пациенту трудно осуществлять вдох и выдох через тренажер, то частично открывая один из каналов можно регулировать избыточное давление или разряжение.The presence of several tips 11 with the respiratory channels allows you to exercise with three types of breathing: through the mouth, nose and together through the mouth and nose. In addition, when breathing through the simulator, it allows to regulate excess expiratory pressure and inspiratory discharge by partially opening the channel of the tip 11 and communicating the breathing tube 6 with the atmosphere. At the first moments, when the water layer in the outer vessel 1 closes the holes 5 of the bottom nozzle 3, air does not pass through the simulator and the respiratory system needs tension to lift the liquid 9 into the cylindrical aerosol chamber 2 when inhaling and into the space between the cylindrical aerosol chamber 2 and the outer vessel 1 on exhalation. If, due to weakness of breathing, it is difficult for the patient to inhale and exhale through the simulator, then partially opening one of the channels, you can adjust the overpressure or vacuum.

Емкость дополнительного сосуда 13 создает гипоксический и гиперкапнический эффект в дыхательной смеси за счет эффекта возвратного дыхания, когда повторный вдох частично осуществляется воздухом выдохнутым в предыдущем цикле дыхания и оставшейся в дополнительном сосуде 13. Это не регулируемый процесс и для пациентов с ослабленным дыханием по возрасту или болезни может быть опасным.The capacity of the additional vessel 13 creates a hypoxic and hypercapnic effect in the respiratory mixture due to the effect of return breathing, when the repeated inhalation is partially carried out by the air exhaled in the previous breathing cycle and remaining in the additional vessel 13. This is not an adjustable process for patients with weakened breathing by age or illness. can be dangerous.

Наличие кондуктора 12 обеспечивает частичное открывание каналов наконечников 11 дополнительной камеры 10 дыхательной трубки 6, что позволяет во время вдоха регулировать состав кислорода в дыхательной смеси за счет атмосферного кислорода. Во время выдоха частичное открывание канала камеры дыхательной трубки 6 приводит к выпуску в атмосферу обогащенной углекислым газом выдыхаемого воздуха. Концентрация углекислого газа уменьшается и при последующем вдохе степень гиперкапнии уменьшается. В обоих случаях имеется динамическая регулировка состава вдыхаемого воздуха и степени гипоксии и гиперкапнии дыхательной смеси.The presence of the conductor 12 provides a partial opening of the channels of the tips 11 of the additional chamber 10 of the breathing tube 6, which allows you to adjust the composition of oxygen in the respiratory mixture due to atmospheric oxygen during inspiration. During exhalation, the partial opening of the chamber channel of the breathing tube 6 leads to the release of expired air enriched in carbon dioxide into the atmosphere. The concentration of carbon dioxide decreases and with a subsequent inhalation, the degree of hypercapnia decreases. In both cases, there is a dynamic adjustment of the composition of the inhaled air and the degree of hypoxia and hypercapnia of the respiratory mixture.

Использование полезной модели расширяет функциональные возможности тренировки при дыхании через рот, нос, а для людей с ослабленным дыханием по возрастным особенностям или заболеваниям создает повышенную безопасность дыхательных тренировок за счет регулировки в процессе тренировки степени давления и разряжения и концентрации кислорода и углекислого газа дыхательной смеси.Using the utility model expands the training capabilities when breathing through the mouth and nose, and for people with weakened breathing due to age or disease, it creates increased safety for breathing training by adjusting the degree of pressure and vacuum during the training and the concentration of oxygen and carbon dioxide in the respiratory mixture.

Claims

A breathing simulator containing a sealed vessel with holes for inhaling and exhaling air, a cylindrical aerosol chamber coaxially mounted inside it, at the bottom of which there is a removable bottom nozzle with holes and placed with a gap relative to the bottom of the sealed vessel, a breathing tube with a tip with a breathing channel and an additional a chamber for air outlet, characterized in that it is provided with at least one additional tip with a respiratory channel similar to the first, and a conduct rum with locking positions and by the number of holes with the respiratory channels, wherein the conductor is located under the nozzles in the upper part of the additional chamber.