UA137684U - Спосіб запобігання негативному впливу шкідливого простору протигаза - Google Patents

Abstract

Спосіб запобігання негативному впливу шкідливого простору протигаза базується на зміні механіки зовнішнього дихання. Видихуване повітря при користуванні протигазом направляється короткою, герметичною, змінної довжини трубкою з загубником безпосередньо до внутрішнього видихувального клапанного отвору.

Description

Корисна модель належить до військового та цивільного захисту в надзвичайних ситуаціях, стосується фільтруючих протигазів, в яких передбачена шолом-маска, і пропонується для покращання захисних можливостей існуючих протигазів.

З часу створення фільтруючого протигаза минуло більше 100 років, проте, однією із основних вимог до сучасних протигазів є необхідність мати малий, додатковий до природного, так званий, "мертвий об'єм повітря" для запобігання повторному частковому вдиханню видихуваного повітря.

Величина зазначеного "мертвого об'єму", що знаходиться під резиновою шолом-маскою, одітою на голову людини, залежить від якості індивідуального підбору номера шолом-маски та правильності її одівання. Але ці заходи, що є необхідними і корисними, зменшують величину "мертвого об'єму" під шолом-маскою лише частково, тому усім існуючим протигазам - аналогам даної корисної моделі - притаманний певної величини шкідливий "мертвий об'єм" повітря.

Найбільш близьким аналогом за сукупністю ознак і досягуваному результату до способу, що заявляється, є спосіб зменшення шкідливого впливу "мертвого об'єму" під шолом-маскою протигаза шляхом максимальної індивідуальної "зліпкової" підгонки шолом-маски ІКраткая медицинская знциклопедия, М.,1972, т.2. С.496; М.І. Стеблюк, Цивільна оборона, Київ, Знання, 2006,.- 487 с.). Але, крім методичної складності, така дотикова підгонка нетривало переноситься користувачами з причини неприємних і больових відчуттів. Саме цей спосіб можна вважати прототипом корисної моделі, що пропонується, проте проблема зазначеним прототипом не вирішується і в сучасних протигазах, які використовуються, шкідливий мертвий об'єм повітря складає в середньому 250-300 см3 "відпрацьованого" повітря. Це означає, що при користуванні, існуючим на сьогодні протигазом, при повторних вдихах навіть у спокої організму об'єм кожного вдиху включає також 250-300 см3 видихуваного повітря, в якому зменшена кількість кисню (Ог) до 14 95 (при нормі в атмосфері 20,97 95) та збільшена кількість вуглекислого газу (СОзг) до 4 9, порівняльно із атмосферним повітрям, де кількість вуглекислого газу в нормі складає - 0,03- 0,04 9.

Така прибавка "відпрацьованого" повітря до об'єму вдиху призводить до зниження коефіцієнта вентиляції альвеолярного повітря, знижує концентрацію кисню та підвищує концентрацію (парціальний тиск) вуглекислого газу, що погіршує газообмін між альвеолярним

Зо повітрям і кров'ю капілярів в альвеолах легенів.

При цьому напруга кисню в крові знижується, а напруга вуглекислого газу збільшується.

Останнє призводить до компенсаторної гіпервентиляції легенів шляхом підвищення глибини дихання та підсиленої діяльності серцево-судинної системи вже у спокої і тим більше при фізичному навантаженні, що призводить до перенапруги системи дихання та серцево-судинної системи, зниження функціональних можливостей організму та розвитку стомлення.

Тому пропозиції до нівелювання негативного впливу "мертвого об'єму" шолом-маски протигазу є актуальними.

В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу розробити спосіб запобігання негативному впливу шкідливого простору протигаза, в якому за рахунок зміни шляху видихувального повітря забезпечується підвищення корисного часу користування протигазом і зменшується можливість отруєння вуглекислим газом.

Для вирішення поставленої задачі в способі Запобігання негативному впливу шкідливого простору протигаза, що базується на зміні механіки зовнішнього дихання, згідно з корисною моделлю, видихувальне повітря при користуванні протигазом направляється короткою, герметичною, змінної довжини резиновою трубкою з загубником безпосередньо до внутрішнього видихувального клапанного отвору.

У зв'язку з цим нами розроблено принцип і пристрій для запобігання шкідливому впливу "мертвого об'єму" шолом-маски на базі загальновійськового фільтруючого протигаза типу Ф- 100, М-53, що і представлено у корисній моделі, яка пропонується|(Ффіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3, таблиця). 1). В принципі, здорова людина може використовувати один із 4-х способів зовнішнього дихання: 1) вдих і видих носом при закритому або відкритому роті; 2) вдих і видих ротом (нежить, поліпоз носових ходів, травма носу та ін.);

З) вдих і видих носом і ротом при значних динамічних фізичних навантаженнях; 4) вдих носом, видих ротом при необхідності та бажанні.

Четвертий варіант є найбільш доцільним, економним і фізіологічним при користуванні протигазом, модернізованим способом, що пропонується.

Суть корисної моделі, що пропонується, полягає в тому, що видихуване повітря видихається безпосередньо в атмосферу, а не під шолом-маску - ротом, герметично сполученим трубкою з 60 видихуваним клапанним отвором, шолом-маски протигаза.

Вдих відбувається носом із підшоломного простору, з'єднаного, як відомо, з клапанним отвором вдиху і очисною коробкою протигаза.

Таким чином, видихуване повітря практично не надходить у підшолом-масковий простір і не може повторно вдихатись. Тепер підшоломний простір постійно містить чисте атмосферне повітря і не доповнює шкідливий анатомічний об'єм дихальної системи людини. Більше цього, наш спосіб передбачає також зменшення величини натурального анатомічного шкідливого простору на величину об'єму носових ходів, внаслідок зміни механіки зовнішнього дихання.

Кожним вдихом тепер вдихається чисте атмосферне повітря, що пройшло через очисну систему коробки протигаза.

Що стосується трубки, яка герметично з'єднує рот користувача протигазом з клапанним отвором видиху, то вона нами представлена із З частин (Фіг. 1, Фіг. 2). На Фіг. 1 представлена схема-креслення інноваційного пристрою, що пропонується, до шолом-маски фільтруючого протигаза для запобігання негативному впливу шкідливого підшоломного простору - в розтягненому стані: 1 - базовой пластиковой циліндр із зовнішнім діаметром 33 мм і внутрішнім діаметром 30 мм; висотою 15 мм з вирізкою у верхньо-задній частині, шириною 30 мм і глибиною - 6 мм. Ця трубка своєю нижньою коловою основою закріплюється міцним (епоксидним) клеєм над клапанним отвором видиху зсередини. 2 - відрізок гофрованої тканинно-резинової "протигазної" трубки, що включає З кільця із зовнішнім діаметром 29 мм, внутрішнім діаметром 25 мм і довжиною 25 мм. Ця трубка "2" вставляється своєю гофрованою частиною в трубку "1" на всю глибину і закріплюється нижнім кінцем міцним клеєм, попередньо нанесеним на нижньостикові місця.

З - відрізок стандартної резинової трубки із зовнішнім діаметром 25 мм і довжиною 18 мм та загубником на кінці, що включає також "міжзубні" виступи. 4 - відрізок стандартної резинової трубки з загубником, що включає "міжзубні" виступи.

Дихальний отвір загубника має достатньо широкий діаметр - 15х10 мм. Трубка "3" вставляється на резиновому клеї у верхню вільну негофровану ділянку трубки "2" на глибину 5 мм. В результаті трубчастий пристрій може складатися, тобто занурюватись у базовий циліндр "1" ї фіксуватися в ньому.

Зо У складеному стані висота трубчастого пристрою складає 33 мм. У розтягненому стані, коли трубка "б" повністю витягнута із базового циліндра "1", висота трубчастого пристрою становить 43 мм. При цьому трубка "2" може нахилятися назад під кутом, входячи частково у верхньо- задню дугову вирізку циліндра "1". На Фіг. 2 представлено фотознімок інноваційного пристрою, що пропонується, до шолом-маски фільтруючого протигаза для нівелювання шкідливого впливу підшоломного простору: 1 - базовий пластиковой циліндр із зовнішнім діаметром 33 мм і внутрішнім діаметром 30 мм; висотою 15 мм з вирізкою у верхньо-задній частині, шириною 30 мм і глибиною - 6 мм. Ця трубка своєю нижньою коловою основою закріплюється міцним (епоксидним) клеєм над клапанним отвором видиху зсередини. 2 - відрізок гофрованої тканинно-резинової "протигазової" трубки, що включає 3 кільця із зовнішнім діаметром 29 мм, внутрішнім діаметром 25 мм і довжиною 25 мм. Ця трубка "2" вставляється своєю гофрованою частиною в трубку "1" на всю глибину і закріплюється нижнім кінцем міцним клеєм, попередньо нанесеним на нижньо-стикові місця.

З - відрізок стандартної резинової трубки із зовнішнім діаметром 25 мм і довжиною 18 мм та загубником на кінці, що включає також "міжзубні" виступи. 4 - відрізок стандартної резинової трубки з загубником, що включає "міжзубні" виступи. 5 - "тніздо" видихувального клапанного отвору;

Користувач протигаза може вільно розтягувати і складати трубчастий пристрій при надітій шолом-масці, натискуючи догори рукою на нижню клапанну частину шолом-маски, та впливаючи передніми зубами на загубник.

Таким чином, пристроєм можна користуватися або з якихось причин (нежить, травма носу, поліпи носу) не користуватись. В цьому разі пристрій стискається до вихідного стану і якщо обставини не дозволяють зняти шолом-маску, то для цього слід натиснути рукою догори на клапанну коробку протигаза. Звичайно, потрібні тренування вдихати носом і видихати ротом, користуючись протигазом з нашим пристроєм. Дослідження показали, що відповідна адаптація відбувається швидко, навіть відразу після інструктажу.

Існують суттєві відмінності між протигазами-аналогами, що використовуються на сьогодні і протигазом - корисною моделлю, яка пропонується: 1. Корисна модель передбачає реалізацію наших конструктивних доповнень до фільтруючих 60 протигазів та відповідних рекомендацій щодо механіки зовнішнього дихання.

2. Корисна модель протигаза, що пропонується, зберігаючи усі захисні властивості протигаза-аналога, виключає певні його недоліки.

З. Корисна модель протигаза, що пропонується, завдяки нашій інновації, на відміну від шолом-маски протигаза-аналога, виключає можливість попадання видихуваного повітря під шолом-маску протигаза і, з цієї причини, повторного вдихування значного об'єму (250-300 мл) "відпрацьованого" повітря з підвищеною кількістю вуглекислого газу (до 4,0 95) та зменшеною кількістю кисню (до 14 9). 4. Корисна модель протигаза, що пропонується, на відміну від протигаза-аналога, виключає часткове отруєння вуглекислим газом і підвищує коефіцієнт вентиляції альвеолярного повітря, забезпечуючи нормальний газообмін організму і зовнішнього середовища та нормальну концентрацію кисню і вуглекислого газу в крові. 5. Корисна модель протигаза, що пропонується, на відміну від протигаза-аналога, забезпечує нормальну діяльність дихальної та серцево-судинної системи у спокої організму та при підвищеному фізичному навантаженні. 6. Корисна модель, що пропонується, виключаючи вплив шкідливого простору протигаза- аналога, забезпечує можливість навіть у спокої організму зменшити хвилинний об'єм вдиху в середньому на 44, 6 95 (Р«е0,01), що попереджує стомлювання дихальних м'язів, стомлювання організму, негативний вплив на ЦНС. 7. Корисна модель, що пропонується, на відміну від протигаза-аналога, зменшуючи хвилинний об'єм дихання (ХОД) на 44,6 95, на стільки ж, в принципі, відсотків підвищує термін ефективної дії поглинача коробки протигаза, що має важливе оборонне значення. 8. Користування моделлю протигаза, що пропонується, не супроводжується запотіванням стекол шолом-маски, що теж має оборонне значення. 9. Корисна модель, що пропонується фінансово не дорога. Корисна модель, що заявляється має такі переваги: 1. Запобігається негативний вплив "мертвого об'єму", що міститься під надітою шолом- маскою звичайного протигаза. 2. Нормалізується глибина і частота дихальних рухів, порівняльно з диханням у звичайному фільтруючому протигазі.

Зо 3. Забезпечується нормальний склад вдихуваного повітря. 4. Продовжується термін захисної дії поглинача шкідливого газу в коробці протигаза, відповідно зменшенню хвилинного об'єму дихання (ХОДІ), на 44,6 9. 5. Нівелюється негативний вплив використання протигаза на дихальну та серцево-судинну систему організму. 6. Легше переноситься (виконується) фізичне навантаження завдяки значному резерву ХОД. 7. Зменшується об'єм спокійного вдиху та видиху на 44,2 95, порівняльно з існуючим протигазом. 8. Зменшується величина хвилинного об'єму дихання (ХОД), в середньому, на 44,6 95. 9. Пристрій, що пропонується, не виключає використання протигаза без його застосування. 10. Нівелюється запотівання скелець шолом-маски, тому що вологе видихуване повітря не потрапляє під шолом-маску. 11. Не виключається використання додаткових газоочисних пристроїв - ДПГ-1 ї ДПГ-3, переговорного пристрою, можливості прийняття питної води, рідкої їжі та ін. 12. Корисна модель, що пропонується, прийнятна для всіх типів протигазів, що передбачають використання шолом-маски, включаючи, так звані, ізолюючі протигази, які характеризуються значною величиною шкідливого "мертвого простору" до 500-600 смУ, бо шкідливий простір в цьому протигазі включає також гофровану трубку, якщо вона одна. 13. Використання корисної моделі, що пропонується, для ізолюючих протигазів бажане, але потребує значних вдосконалень: заміни шолом-маски на таку, як у фільтруючих протигазах (з клапанною коробкою), доповнення ще однієї окремої (можна спареної) видихувальної гофрованої трубки та ін.

Приклад 1. Досліджуваний З (П4Ор.), стать чоловіча, зріст - 170 см, маса тіла - 70 кг, практично здоровий. Нормальне приміщення лабораторії, 11 годин ранку. Положення досліджуваного - пасивно сидяче. Використані 2 відповідні плетизмографічні канали поліграфа типу П8ВЧ-01. Плетизмографічні датчики - грудний та черевний - кругові гофровані герметичні повітроносні трубки, що розміщуються: одна - навколо грудей, друга - навколо живота і спрацьовують зниженням тиску при розтягуванні під час вдиху з поверненням у вихідний стан під час видиху. Після 10-ти хвилинного прогрівання поліграфа і одночасної адаптації досліджуваного до умов лабораторії та розміщених плетизмографічних датчиків, у бо досліджуваного реєструвалась вихідна плетизмограма дихальних рухів у спокої протягом 2 хв.

Після цього досліджуваний одівав за належними правилами шолом-маску комплектного протигаза, модернізованого нашою інновацією і, не користуючись інновацією, адаптувався до дихання у стандартному протигазі 10 хв. Після цього виконувалась реєстрація дихальних рухів протягом 2 хв. у спокої в умовах звичайного фільтруючого протигаза. В подальшому досліджуваний натискував рукою на клапанну коробку протигаза знизу, захоплював губами та зубами загубник нашого пристрою і після 10 хв. адаптації дихання в цих умовах у нього реєструвалась плетизмограма дихальних рухів (грудна і черевна) протягом 2 хв. Результати дослідження представлені на Фіг. 3. та в Таблиці 1.

На фіг. З представлена плетизмограма дихальних рухів грудного та черевного відділів тулуба дослідженого 3(П40), практично здорового.

Таблиця 1

Порівняльні статистичні показники зовнішнього дихання у здорових людей в нормі та при користуванні загальновійськовим і, модифікованим нами, фільтруючим протигазом у спокої організму номер у спокої | вумовах | вумовах| у спокої | в умовах | вумовах| у спокої | в умовах | в умовах (шифр) протигаза | протигаза | моделі | протигаза | протигаза | моделі | протигаза | протигаза | моделі

І а | 6 | в | а | 6 | в | а | 6 | в 0 | 26000 | 5406 / 3264 | 60 | 97 | 52 | 23 | 18 | 16 203 | 2890 | 5бТО | 3960 | 46 | 90 | 55 | 16 | 16 | 74

Зп) | 5000 | 9250 / 4680 | 90 | 1295 | 60 | 18 | 714 | з о | 9366 | 179,56 | 7297 | 186 | 2936 | 071 | 365 | 296 | иа ообхабе | | зма | ме | дз о| 4и | | 3 | б есе || вав) ще | вва | ще | | лло| лю 8-1 |в 2531 12525100 дол 3,3609 3,29 2,4408 3,729 1,4274 | 0,1409

ГРА | | «001 | «002 | -:М | «005 | «001 | (Б | 501 | ол

Тип дихання - змішаний з перевагою черевного, "а" - в нормальних умовах спокою, "б" - при користуванні загальновійськовим фільтруючим протигазом типу ФІт00, М-53, "в" - при користуванні тим же протигазом в умовах застосування інноваційного пристрою, що пропонується. Верхня крива - грудна плетизмографа, нижня - черевна. На Таблиці 1 представлені порівняльні статистичні показники зовнішнього дихання у здорових людей в нормі та при користуванні загальновійськовим і, модифікованим нами, фільтруючим протигазом, що пропонується, - у спокої організму.

Як видно із Фіг. З "а" та таблиці 1, досліджуваному "П" притаманний змішаний тип зовнішнього дихання з превалюванням черевного типу над грудним, що взагалі характерно для чоловіків. При цьому у вихідному стані, у спокої без використання протигаза, частота дихання становила 18/хв., сумарний (грудний та черевний) дихальний об'єм (ДО) - об'єм вдиху, становить 500 мл. Під час дихання у звичайному протигазі у спокої, без використання нашої інновації, як видно із Фіг. З "б" ії Таблиці 1, частота дихання суттєво не змінилась, глибина ж дихання значно зросла за рахунок як грудного, так і черевного механізму.

Об'єм вдиху, а рівно і видиху (ДО), зріс на 425 мл (85 95). Хвилинний об'єм дихання (ХОД) зріс на 3,95 л (43,89 95). Це збільшення глибини дихання вже у спокої організму ілюструє значне вичерпання резервних можливостей організму, потрібних для виконання фізичних навантажень,

Зо що викликане зниженням коефіцієнту легеневої вентиляції, накопиченням в крові надлишку вуглекислого газу та зменшенням напруги кисню.

На фіг. З "в" та в таблиці 1 представлені плетизмограми та кількісні дані ДО і ХОД в умовах користування корисною моделлю протигазу, що пропонується нами. Як видно із плетизмограми, кількісні показники зовнішнього дихання досліджуваного "П" в цих умовах суттєво не відрізняються від нормальних вихідних: ДО становить 468 мл, ХОД становить 6 л. Цікаво, що показники зовнішнього дихання (ДО і ХОД) при використанні нашої інновації можуть бути навіть дещо кращими, ніж без використання протигаза взагалі. Це легко зрозуміти, якщо прийняти до уваги, що при використанні нашої інновації із об'єму натурального анатомічного шкідливого простору випадає об'єм носової порожнини.

Приклад 2. Досліджуваний 4КК), 19 р., стать - чоловіча, зріст - 175 см, маса тіла - 70 кг, практично здоровий. Нормальне приміщення лабораторії, 11 годин ранку. Положення досліджуваного - пасивно сидяче. Використані 2 плетизмографічні канали поліграфа типу ПВЧ-

ОД. Плезмографічні датчики: грудний та черевний, - кругові герметичні гофровані еластичні трубки, що розміщуються: одна навколо грудей, друга - навколо живота і спрацьовують зниженням тиску при розтягуванні під час вдиху з поверненням у вихідний стан під час видиху.

Як видно із Таблиці 1-4(К), величина ДО повітря у досліджуваного при користуванні типовим протигазом значно переважає вихідну величину ДО при диханні без протигаза - на 384 мл, що складає 115,395. Величина ХОД у досліджуваного 4(К) в умовах використання типового фільтруючого протигаза - 7,2 л, теж значно, - на 2,9 л (67,4 95), переважає величину ХОД в умовах дихання без протигаза (4,3 л), що негативно відбивається на функціональному стані організму у спокої, - зменшує функціональні резерви дихання для виконання фізичного навантаження. Що стосується порівняння величини ДО та ХОД в умовах користування корисною моделлю, що пропонується, та в умовах дихання без протигаза взагалі, то у досліджуваного 4(К), як і у досліджуваного З(П), в умовах корисної моделі показники зовнішнього дихання дещо кращі, менші (ДО на 6,6 мл - 1, 98 95), ніж в умовах без протигаза.

Слід однак відмітити, що у досліджуваних 1(І) і 2(7) - Таблиця 1, з відносно малою величиною ДО, зазначена "надприбавка" покращання ДО та ХОД не виявлялась. Але це не зменшує позитивне значення нашої корисної моделі. Можливо, відсутність зазначеної "надприбавки" пов'язана з тим, що незначна частина видихуваного повітря у цих досліджуваних проникала під шолом-маску протигаза з причини недостатньої щільності охоплювання губами загубника. В ідеалі, теоретично, "надприбавка" - незначне доповнюючи зменшення ДО в умовах нашої корисної моделі величиною з об'єм носової порожнини - також закономірна при кожному дихальному акті.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Зо Спосіб запобігання негативному впливу шкідливого простору протигаза, що базується на зміні механіки зовнішнього дихання, який відрізняється тим, що видихуване повітря при користуванні протигазом направляється короткою, герметичною, змінної довжини трубкою з загубником безпосередньо до внутрішнього видихувального клапанного отвору. ше | гу | де се а з Р Дело костнни сей ; і з ; І і! ше З Ж ль з ш ; спис їх ноу р ня, 1 Не золю в. ост жк ок

   Фіг.

   - її о. ХО с. . З с с о. . с Б ох . . с о с їх ХО о 5.

   . с ші о. п о о. п о я ПТе ; о с 7: чт З г о п с с Он ха сш п о. ВВ і шк ЕЕ Кс

   ГЛОДДЛЛАДАДЛАЛМЛ ДАМАМ йЛЛИЛИ ПЛДДЛИЛАДЛИИМИДМИ ЛИ ДИЛИ па

   Гр Ії | ЦІ А МИ Й А А ПЛЛЛЛАДОЛЛИЛЛЛИЛЛИДЛИАМИ А Й я Ди й й ЛІ ПТ ПІ ! ПДАА ДЛ пИММИд ми - офі іл крос р 1 она

   ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул.

   Глазунова, 1, м.

   Київ -- 42, 01601