WO2024030047A1 - Тренажер, имитирующий дыхание человека - Google Patents

Тренажер, имитирующий дыхание человека Download PDF

Info

Publication number
WO2024030047A1
WO2024030047A1 PCT/RU2023/050071 RU2023050071W WO2024030047A1 WO 2024030047 A1 WO2024030047 A1 WO 2024030047A1 RU 2023050071 W RU2023050071 W RU 2023050071W WO 2024030047 A1 WO2024030047 A1 WO 2024030047A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rpe
breathing
simulator
simulating
unit
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/050071
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Дмитриевич РОМАНОВ
Original Assignee
Андрей Дмитриевич РОМАНОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Дмитриевич РОМАНОВ filed Critical Андрей Дмитриевич РОМАНОВ
Publication of WO2024030047A1 publication Critical patent/WO2024030047A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B27/00—Methods or devices for testing respiratory or breathing apparatus for high altitudes

Definitions

  • This utility model relates to technical means intended for teaching the rules of using personal respiratory protection equipment of an insulating type and mastering breathing skills in them.
  • Isolating-type personal respiratory protection equipment (hereinafter referred to as RPE) is personal respiratory protection equipment that isolates the respiratory tract from the surrounding atmosphere and supplies a breathable gas breathing mixture (GMR) from a source of respiratory mixture that is an integral part, namely from a regenerative cartridge or cylinder with oxygen or a nitrogen-oxygen mixture.
  • GMR breathable gas breathing mixture
  • RPE is used only for its intended purpose and in accordance with the instructions. Respiratory protection devices are used primarily when filtering devices are unable to cope with the hazard.
  • insulating RPE is also accompanied by an impact on the physiological functions of the human body.
  • the degree of such influence depends both on the state of health and training of the person, and on the conditions and nature of the work.
  • the RPE should include:
  • a breathing apparatus simulator is known (application WO No. 2008/089407 A1, IPC A62B 9/00, published 2008), designed to familiarize miners and other mine workers with the sensations experienced when using a SCSR self-rescuer with compressed oxygen.
  • the breathing apparatus simulator consists of the front part used in the SCSR self-rescuer in the form of a mouthpiece and a nose clip, to which are attached two removable cartridges filled with reaction material, with filters for collecting harmful dust, valves and holes connected to the atmosphere.
  • the heat generated is simulated by the chemical reaction of the material contained in the cartridges and the user's exhalation products, the breathing resistance being determined by the nature of the chemical material.
  • a safe material can be used, such as zeolite with a nominal pore size of 4A, as well as other materials, such as calcium, lithium, sodium hydroxides, which serve to create different breathing conditions due to differences in the values of breathing resistance and the heat generated by the materials used during chemical reactions.
  • the disadvantage of the breathing apparatus simulator is its difference from the SCSR self-rescuer, in particular the absence of a breathing bag, which does not allow studying the design and practicing the procedure for inclusion in the SCSR self-rescuer. If hazardous materials such as lithium or sodium hydroxide are used to fill additive cartridges, the material must be disposed of appropriately.
  • the working simulator of the RT-ShS mine self-rescuer (hereinafter referred to as the RT-ShS simulator) is known (see Technical safety equipment used in coal mines of the Russian Federation: Directory catalog / under the general editorship of V.M. Shchadov; compiled by Yu.I. Donskov, A. A. Umrikhin. - Kemerovo: GPKO "Kemerovo Polygraph Plant", 2007. p.316-317), which is intended to train mine personnel in the rules and skills of using ShSS-T self-rescuers with chemically bound oxygen in classrooms and in conditions close to real situation.
  • the RT-ShS simulator is a reloadable version of the ShSS-T self-rescuer, but with a shorter operating time, which provides the possibility of reusable use, provided that the cartridge (regenerative cartridge) is replaced, and also allows you to practice the procedure for putting the ShSS-T self-rescuer into action until it becomes automatic.
  • the disadvantages of this RT-ShS simulator are the need to replace the cartridge after each training session, the obligation to comply with strict storage rules for RT-ShS simulators and replacement cartridges, the shorter operating time of the RT-ShS simulator compared to the operating time of a real ShSS-T self-rescuer, the need to dispose of used, recognized unusable or expired cartridges containing a dangerous substance - potassium superoxide, and also does not assess the condition of the student.
  • a universal simulator that simulates the work of a person in self-contained breathing apparatus, consisting of a front part connected to a corrugated tube or a cartridge with valves in which a heating element is located, a breathing bag, a cartridge in which a device for simulating breathing resistance, simulating the composition of the respiratory mixture is located, pneumotachograms.
  • the disadvantage of this prototype is the need for a power supply network, the complex composition of the complex, which necessitates the involvement of personnel with special knowledge to conduct training, and the lack of mobility of the simulator, which causes the impossibility of using the simulator when passing a real route with inherent unevenness, slopes, ascents, and passage widths.
  • the prototype of this useful model is a training insulating self-rescuer (RU 202 090 U1), which is a training insulating self-rescuer containing a case in the form of a body and at least one cover with a quick-opening lock, a mouthpiece and a nose clip, a heat-moisture exchanger simulator, a corrugated tube, a breathing bag with a valve overpressure, a removable mass simulator cartridge and a starting device simulator, which, according to the utility model, contains at least one magnet located inside the housing.
  • RU 202 090 U1 is a training insulating self-rescuer containing a case in the form of a body and at least one cover with a quick-opening lock, a mouthpiece and a nose clip, a heat-moisture exchanger simulator, a corrugated tube, a breathing bag with a valve overpressure, a removable mass simulator cartridge and a starting device simulator, which, according to the utility model, contains at least one magnet located inside the housing.
  • the technical problem is to expand the arsenal of technical means for a specific purpose, expressed in the creation of a simulator visually similar to RPE, simulating breathing resistance and CO2 concentration, performing the function of calculating the consumed volume of air, with the ability to transfer the received data to a computer.
  • This useful model is aimed at improving the quality of training to work in insulating RPE, increasing the effectiveness of training through the use of a visually identical RPE device, providing resistance and CO2 concentration in a similar way used RPE, register pulmonary ventilation and other parameters of the user, as well as recording them, transferring information about the training to other devices and a computer (computer), which will also allow assessing the user’s condition during the training.
  • the technical result to which this utility model is aimed is to create a device visually similar to RPE, simulating breathing resistance and CO2 concentration identical to breathing conditions in RPE, allowing to measure, record, store and transmit information about recorded parameters including, but not limited to , volume of air consumed.
  • the utility model is a device visually identical to the RPE, containing a front part, air hoses, a breathing bag with an overpressure valve, a suspension system, a simulating body, a CO2 simulator block, a nozzle for simulating resistance, an inhalation check valve, an exhalation check valve, a flow meter and a block measurements, including a microcontroller that performs the function of collecting and transmitting data received from the flow meter sensor, with the ability to record data via a radio wave transmitter, a power supply, an information transmission unit, a data synchronization unit, a ballast weight, and a power switch.
  • the simulator can be equipped with a case in the form of a RPE body and at least one cover with a quick-release lock, or individual packaging identical to the model of the simulated RPE.
  • the device contains a CO2 simulation unit connected to a nozzle to simulate resistance, equipped with an exhalation and exhalation check valve, a flow meter and a measurement unit, including a microcontroller that performs the function of collecting and transmitting data received from the flow meter sensor, with the ability data recording via a radio wave transmitter, a power supply unit, an information transmission unit, a data synchronization unit are placed in a housing that imitates a regenerative cartridge, an absorbent cartridge, or a RPE cylinder, depending on the type of RPE - the simulating body.
  • a CO2 simulation unit connected to a nozzle to simulate resistance, equipped with an exhalation and exhalation check valve, a flow meter and a measurement unit, including a microcontroller that performs the function of collecting and transmitting data received from the flow meter sensor, with the ability data recording via a radio wave transmitter, a power supply unit, an information transmission unit, a data synchronization unit are placed in a housing that imitates a re
  • the user is connected to the device through the front part.
  • the front part of the RPE can be represented by various options: mask, helmet-mask, half mask, quarter mask, mouthpiece with nose clip, hood, helmet.
  • Pulmonary ventilation is the volume of a gas respiratory mixture passing through a person’s lungs over a certain period of time.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a utility model of one of the embodiments in general form, where 1 is a CC simulation block; 2 - connection to the front part of the RPE; 3 - nozzle; 4 - flow meter; 5 - inhalation valve; 6 - exhalation valve; 7 - measurement block.
  • the simulator simulating the breathing of a person wearing personal respiratory protection, works as follows: the simulator is placed using a suspension system on the body, with one movement the user opens the quick-release lock, throws away the cover of the case, puts on the front part and turns on the device by pressing the toggle switch located on the simulating body RPE.
  • the gas mixture When inhaling, the gas mixture enters from the atmosphere through the pipe in which the flow meter 4 and the inhalation valve 5 are located, into the CO2 simulation block 1, where it mixes with the CO2 formed during exhalation, through nozzle 3, which creates resistance identical to the RPE, and connection 2 to the front part of the RPE.
  • the microcontroller of the measuring unit 7 calculates the volume of air received during inhalation, recording this information, with the possibility of further transfer.
  • the resulting gas-air mixture (hereinafter referred to as DHW), through connection 2 to the front part of the RPE and nozzle 3, which creates resistance identical to the RPE, enters block 1 simulating CO2, where the exhalation valve 6 opens from excess pressure, and when the normal pressure value is reached the exhalation valve 6 closes, leaving in the CO2 simulation block 1 a certain volume of CO2, which constitutes the concentration of CO2 supplied in the next phase of breathing per inhalation.
  • the value of CO2 concentration during inspiration when working in the simulator is identical to the value of the concentration entering during inspiration when working in a real RPE.
  • Exhalation valve 6 directs the gas-air mixture into the breathing bag of the RPE, equipped with an overpressure valve.
  • the microcontroller of the measurement unit 7 is a computing unit responsible for collecting, storing and processing input information coming from the flow meter and other compatible sensors and units, collecting, processing and transmitting data.
  • the information received from the flow meter is converted into a digital code.
  • the received and processed data by the microcontroller can be transmitted for the purposes of displaying, analyzing and processing information in any form, including, but not limited to, a smartphone, smart watch, computer (computer or other device).
  • the microcontroller, flow meter, data synchronization unit and wireless information transmission unit of measurement unit 7 are powered by a power supply, which is turned on and off by a toggle switch located on the simulating case.
  • CO2 simulation block 1 CO2 simulation block 1, nozzle 3 connected to the front part of the RPE, exhalation check valve 6, inhalation check valve 5 connected in a pipeline to flow meter 4 are hermetically connected.
  • the simulator can be additionally equipped with ballast (ballast weight), which in turn will create an imitation of the weight of an identical RPE.
  • ballast ballast weight
  • block 1 simulating CO2 is hermetically connected through nozzle 3, connection 2 to the front part of the RPE.
  • the exhalation valve 6 is installed in such a way that it opens when there is excess pressure and releases hot water; in a particular version, the exhalation valve 6 releases the hot water into a breathing bag equipped with an excess pressure valve.
  • the measuring unit includes a microcontroller, a wireless information transmission unit, a power supply, and a data synchronization unit.
  • Nozzle 3 creates an imitation of the resistance of an identical RPE by calibrating the flow area of the hole.
  • the microcontroller receives and processes signals received from sensors, including, but not limited to, a flow meter and other sensors, such as a heart rate monitor, blood pressure sensor, pedometer and other variations compatible with the information receiving capabilities of the measurement unit 7, and sends them via the wireless unit information transmission, which is equipped with a special module for receiving and transmitting information.
  • sensors including, but not limited to, a flow meter and other sensors, such as a heart rate monitor, blood pressure sensor, pedometer and other variations compatible with the information receiving capabilities of the measurement unit 7, and sends them via the wireless unit information transmission, which is equipped with a special module for receiving and transmitting information.
  • the microcontroller is equipped with an electronic memory buffer that can save battery life data.
  • the wireless information transmission unit of measurement unit 7 can be, for example: WLAN/Wi-Fi module, Bluetooth module, BLE module, NFC module, IrDa, RFID module, etc.
  • a wireless information transmission unit functionally interfaced with the corresponding devices of the simulator and, for example, but not limited to a computer, smartphone, smart watch, provides the organization of data exchange via a wireless data transmission channel, for example, WAN, PAN, LAN (LAN), WLAN, WMAN.
  • the microcontroller Based on the received and processed data, the microcontroller generates and transmits information through a communication unit with a computer, for example, but not limited to, a computer with installed software, where it is possible to analyze the received data, as well as store and further transmit the received information.
  • a computer for example, but not limited to, a computer with installed software, where it is possible to analyze the received data, as well as store and further transmit the received information.
  • the above-described device confirms the ability to simulate breathing resistance using a nozzle, and CO2 concentration using the calculated residual volume, breathing conditions in RPE, and also allows you to measure, record, store and transmit information about the physiological parameters of the user obtained during training, with using a flow meter and a measurement unit, as well as the ability to measure other parameters.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Тренажер, имитирующий дыхание человека в средстве индивидуальной защиты органов дыхания, предназначен для обучения правилам использования средств индивидуальной защиты органов дыхания человека изолирующего типа и овладению навыками дыхания в них. Устройство содержит лицевую часть, воздуховодные шланги, дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, подвесную систему, имитирующий корпус, блок имитации СО2, сопло для имитации сопротивления, обратные клапаны вдоха и выдоха, расходомер, балластный вес, тумблер включения, блок измерения. Блок измерения включает микроконтроллер, выполняющий функцию сбора и передачи данных, полученных от датчика расходомера, с возможностью регистрации данных посредством радиоволнового передатчика, блок питания, блок передачи информации, блок синхронизации данных. Устройство позволяет измерять, записывать, хранить и передавать информацию о регистрируемых параметрах, включая объем потребленного воздуха.

Description

Тренажер, имитирующий дыхание человека
1. Область техники, к которой относится полезная модель.
Настоящая полезная модель относится к техническим средствам, предназначенным для обучения правилам использования средств индивидуальной защиты органов дыхания человека изолирующего типа и овладению навыками дыхания в них.
2. Уровень техники
Средства индивидуальной защиты органов дыхания изолирующего типа (далее - СИЗОД) - это средства индивидуальной защиты органов дыхания, изолирующее дыхательные пути от окружающей атмосферы и подающие пригодную для дыхания газовую дыхательную смесь (ГДС) из источника дыхательной смеси, являющегося составной частью, а именно из регенеративного патрона или баллона с кислородом или азотно -кислородной смесью.
СИЗОД используют только в рамках назначения и в соответствии с инструкцией. Изолирующие средства защиты дыхания используются преимущественно тогда, когда фильтрующие аппараты не способны справиться с опасностью.
Использование изолирующих СИЗОД также сопровождается влиянием на физиологические функции организма человека. Степень такого влияния зависит как от состояния здоровья и натренированности человека, так и от условий и характера работ.
Сопротивление дыханию, а как следствие возможное ухудшение самочувствия из-за скачков давления и сердечных сокращений, в аппаратах изолирующего типа значительно выше, поэтому использовать такие СИЗОД можно только при отсутствии медицинских противопоказаний. А сложность конструкции и особенности приведения устройства в действие делает невозможным его применение без предварительного обучения.
В состав СИЗОД должны входить:
- лицевая часть;
- регенеративный патрон или баллон с кислородом или азотнокислородной смесью;
- поглотительный патрон (при необходимости);
- соединительные шланги (при необходимости);
- дыхательный мешок;
- подвесная (ременная) система;
- индивидуальная упаковка. (ГОСТ 12.4.272-2014 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания изолирующие дыхательные аппараты с химически связанным или сжатым кислородом. Технические требования. Методы испытаний. Маркировка. Правила отбора образцов).
Известен тренажер дыхательного аппарата (заявка WO №2008/089407 А1, МПК А62В 9/00, публ. 2008 г.), предназначенный для ознакомления шахтеров и других работников шахт с ощущениями, испытываемыми при использовании самоспасателя SCSR со сжатым кислородом. Тренажер дыхательного аппарата состоит из используемых в самоспасателе SCSR лицевой части в виде загубника и носового зажима, к которому прикреплены два съемных картриджа, заполненных реакционным материалом, с фильтрами для сбора вредной пыли, клапанами и соединенных отверстиями с атмосферой. При дыхании пользователя в тренажере дыхательного аппарата выделение тепла имитируется за счет химической реакции материала, содержащегося в картриджах, и продуктов выдоха пользователя, сопротивление дыханию определяется природой химического материала. Таким образом, обучаемый пользователь знакомится с условиями дыхания в реальном самоспасателе SCSR со сжатым кислородом. Для заполнения картриджа может использоваться безопасный материал, например цеолит с номинальным размером пор 4А, а также другие материалы, например гидроксиды кальция, лития, натрия, которые служат для создания различных условий дыхания из-за отличий в величинах сопротивления дыханию и тепла, выделяемого используемыми материалами в ходе химической реакции. Недостатком тренажера дыхательного аппарата является его отличие от самоспасателя SCSR, в частности отсутствие дыхательного мешка, что не позволяет изучить конструкцию и отработать процедуру включения в самоспасатель SCSR. В случае использования для заполнения картриджей добавок опасных материалов, например гидроксидов лития или натрия, этот материал должен быть утилизирован соответствующим образом.
Известен рабочий тренажер шахтного самоспасателя РТ-ШС (далее тренажер РТ-ШС) (см Технические средства безопасности, применяемые в угольных шахтах Российской Федерации: Каталог справочник / под общей редакцией В.М. Щадова; сост. Ю.И. Донсков, А.А. Умрихин. - Кемерово: ГПКО «Кемеровский полиграф комбинат», 2007. с.316-317), который предназначен для обучения персонала шахт правилам и навыкам использования самоспасателей ШСС-Т с химически связанным кислородом в учебных классах и в условиях, приближенных к реальной обстановке. Тренажер РТ-ШС является переснаряжаемым вариантом самоспасателя ШСС-Т, но с меньшим временем действия, что обеспечивает при условии замены картриджа (регенеративного патрона) возможность многоразового его использования, а также позволяет отработать до автоматизма процедуру приведения самоспасателя ШСС-Т в действие. В тренажере РТ-ШС (см. сайт http://www.roshimzaschita.ru/modules. php?name=Content&pa=showpage&pi d=21 on. 2007 г.) за счет химической реакции взаимодействия продуктов выдоха пользователя, а именно диоксида углерода и воды, которые поступают в картридж через лицевую часть в виде загубника и носового зажима, и материала, содержащегося в картридже, создается повышенная температура дыхательной смеси, за счет вредного пространства увеличивается объемная доля диоксида углерода, за счет прохождения дыхательной смеси через слой материала, содержащегося в картридже увеличивается сопротивление дыханию. Эти особенности характерны для СИЗОД на химически связанном кислороде. Это позволяет сформировать у персонала представление об условиях дыхания в самоспасателе ШСС-Т, в частности получать сведения, что указанные условия (нагрев дыхательной смеси, сопротивление дыханию) означают нормальную работу самоспасателя ШСС-Т.
Недостатками данного тренажера РТ-ШС являются необходимость замены картриджа после каждой тренировки, обязательность соблюдения строгих правил хранения тренажеров РТ-ШС и сменных картриджей, меньшее время работы тренажера РТ-ШС по сравнению с временем работы реального самоспасателя ШСС-Т, необходимость утилизации использованных, признанных негодными или с истекшим гарантийным сроком картриджей, содержащих опасное вещество - надпероксид калия, а также не дает оценку состояния обучаемого.
Известен универсальный тренажер, моделирующий работу человека в изолирующих дыхательных аппаратах, состоящий из лицевой части, соединенной с гофрированной трубкой или картриджем с клапанами, в которой расположен нагревательный элемент, дыхательного мешка, картриджа, в котором расположено устройство моделирования сопротивления дыханию, моделирования состава дыхательной смеси, пневмотахограммы .
Недостатком данного прототипа является потребность сети электропитания, сложный состав комплекса, что вызывает необходимость привлечения персонала со специальными познаниями, для проведения тренировки, и отсутствие мобильности тренажера, что вызывает невозможность применения тренажера при прохождении реального маршрута с присущими неровностями, уклонами, подъемами, шириной прохода.
Прототипом настоящей полезной модели является учебный изолирующий самоспасатель (RU 202 090 U1) представляющий собой учебный изолирующий самоспасатель, содержащий футляр в виде корпуса и по крайней мере одной крышки с быстрораскрывающимся замком, загубник и носовой зажим, имитатор тепловлагообменника, гофрированную трубку, дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, съемные патрон-имитатор массы и имитатор пускового устройства, который, согласно полезной модели, содержит по крайней мере один магнит, расположенный внутри корпуса.
Недостатками данного учебного изолирующего самоспасателя являются необходимость замены картриджа после каждой тренировки, обязательность соблюдения строгих правил хранения сменных картриджей, меньшее время работы по сравнению с временем работы реального самоспасателя, необходимость утилизации использованных, признанных негодными или с истекшим гарантийным сроком картриджей, содержащих опасное вещество - надпероксид калия, а также не дает оценку состояния обучаемого.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается настоящей полезной моделью, состоит в расширении арсенала технических средств определенного назначения, выраженного в создании тренажера визуально схожего с СИЗОД, имитирующего сопротивление дыханию и концентрацию СО2, выполняющего функцию подсчета потребленного объема воздуха, с возможностью передачи полученных данных на ЭВМ.
Настоящая полезная модель направлена на повышение качества обучения работе в изолирующем СИЗОД, повышение эффективности обучения за счет применения визуально идентичного СИЗОД устройства, обеспечивающего сопротивление и концентрацию СО2 аналогично применяемому СИЗОД, осуществлять регистрацию легочной вентиляции и иных параметров пользователя, а также осуществляющего их запись, передачу на другие устройства и ЭВМ (компьютер) информации о тренировке, что также позволит оценивать состояние пользователя в ходе тренировки.
Технический результат, на получение которого направлено настоящая полезная модель, заключается в создании устройства, визуально схожего с СИЗОД, имитирующее сопротивление дыханию и концентрацию СО2 идентичные условиям дыхания в СИЗОД, позволяющего измерять, записывать, хранить и передавать информацию о регистрируемых параметрах включая, но не ограничиваясь, объем потребленного воздуха.
3. Раскрытие сущности полезной модели.
Полезная модель представляет собой устройство визуально идентичное СИЗОД, содержащее лицевую часть, воздуховодные шланги, дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, подвесную систему, имитирующий корпус, блок имитации СО2, сопло, для имитации сопротивления, обратный клапан вдоха, обратный клапан выдоха, расходомер и блок измерения, включающий микроконтроллер, выполняющий функцию сбора и передачи данных полученных от датчика расходомера, с возможностью регистрации данных друг посредством радиоволнового передатчика, блок питания, блок передачи информации, блок синхронизации данных, балластный вес, тумблер включения.
Также тренажер может быть оснащен футляром в виде корпуса СИЗОД и по крайней мере одной крышки с быстрораскрывающимся замком, или индивидуальной упаковкой, идентичной модели имитируемого СИЗОД.
В своем принципиальном представлении устройство содержит блок имитации СОг, соединенный с соплом, для имитации сопротивления, оснащенный обратным клапаном выдоха и выдоха, расходомером и блоком измерения, включающего микроконтроллер, выполняющий функцию сбора и передачи данных полученных от датчика расходомера, с возможностью регистрации данных друг посредством радиоволнового передатчика, блок питания, блок передачи информации, блок синхронизации данных размещаются в корпусе, имитирующим регенеративный патрон, поглотительный патрон, либо баллон СИЗОД, в зависимости от типа СИЗОД - имитирующий корпус.
Пользователь включается в устройство посредством лицевой части. Лицевой частью СИЗОД может быть представлена различными вариантами: маска, шлем-маска, полумаска, четвертьмаска, загубник с носовым зажимом, капюшон, шлем.
Легочная вентиляция - объем газовой дыхательной смеси, прошедший через легкие человека за определенный промежуток времени.
4. Краткое описание чертежей.
На фиг. №1 изображена принципиальная схема полезной модели одного из воплощений в общем виде, где 1 - блок имитации СС ; 2 - присоединение к лицевой части СИЗОД; 3 - сопло; 4 - расходомер; 5 - клапан вдоха; 6 - клапан выдоха; 7 - блок измерения.
5. Осуществление изобретения.
Тренажер, имитирующий дыхание человека в средстве индивидуальной защиты органов дыхания, работает следующим образом: тренажер размещают с помощью подвесной системы на теле, одним движением пользователь открывает быстрораскрывающийся замок, отбрасывает крышку футляра, одевает лицевую часть и включает устройство нажатием на тумблер, расположенный на имитирующем корпусе СИЗОД.
При вдохе газовая смесь поступает из атмосферы через патрубок в котором расположен расходомер 4 и клапан 5 вдоха, в блок 1 имитации СО2, где смешивается с образовавшимся СО2 при выдохе, через сопло 3, создающее сопротивление идентичное СИЗОД, и присоединение 2 к лицевой части СИЗОД. Микроконтроллер измерительного блока 7 осуществляет расчет объема поступившего при вдохе воздуха, осуществляя запись данной информации, с возможностью дальнейшей передачи.
При выдохе образовавшаяся газовая воздушная смесь (далее - ГВС) через присоединение 2 к лицевой части СИЗОД и сопло 3, создающее сопротивление идентичное СИЗОД, поступает в блок 1 имитации СО2, где от избыточного давления открывается клапан 6 выдоха, при этом при достижении нормального значения давления клапан 6 выдоха закрывается, оставляя в блоке 1 имитации СО2 определенный объем СОг, который составляет концентрацию СОг, поступающую на следующей фазе дыхания на вдох. Значение концентрации СОг на вдохе при работе в тренажере идентично значению концентрации поступающей на вдох при работе в реальном СИЗОД. Клапан 6 выдоха направляет газовую воздушную смесь в дыхательный мешок СИЗОД, оснащенного клапаном избыточного давления.
Микроконтроллер блока измерения 7 представляет собой вычислительный блок, отвечающий за сбор, хранение и обработку входной информации, поступающей от расходомера и иных совместимых датчиков и блоков, осуществляет сбор, обработку и передачу данных. Информация, получаемая от расходомера, преобразуется в цифровой код.
С помощью встроенного датчика беспроводной передачи информации полученные и обработанные данные микроконтроллером могут передаваться, для целей отображения, анализа и обработки информации в любой форме, в том числе, но не ограничиваясь, на смартфон, умные часы, ЭВМ (компьютер или иное устройство).
Питание микроконтроллера, расходомера, блока синхронизации данных и блока беспроводной передачи информации блока 7 измерения осуществляется блоком питания, включение и выключение которого осуществляется тумблером, расположенным на имитирующем корпусе.
Блок 1 имитации СОг, сопло 3 присоединенное к лицевой части СИЗОД, обратный клапан 6 выдоха, обратный клапан 5 вдоха, соединенный в трубопроводе с расходомером 4 герметично соединены.
Имитирующий корпус, в котором размещается блок имитации СОг тренажера может быть дополнительно оснащен балластом (балластный вес), который в свою очередь создаст имитацию веса идентичного СИЗОД.
На линии вдоха/выдоха в лицевой части СИЗОД, либо иного его воплощения (например гофротрубка с загубником), герметично присоединяется блок 1 имитации СО2 через сопло 3, присоединение 2 к лицевой части СИЗОД. Клапан 6 выдоха установленный таким образом, чтобы открываться при избыточном давлении выпускает ГВС, в частном исполнении клапан 6 выдоха выпускает ГВС в дыхательный мешок, снабженный клапаном избыточного давления. Клапан 5 вдоха установленный таким образом, чтобы открываться при вакуумметрическом давлении, спровоцированным вдохом пользователя, осуществляет забор воздуха из окружающей среды, при этом расходомером 4 осуществляется измерение объема поступившего из окружающей среды воздуха.
Измерительный блок включает в себя микроконтроллер, блок беспроводной передачи информации, блок питания, блок синхронизации данных.
Сопло 3 создает имитацию сопротивления идентичного СИЗОД за счет калибровки проходного сечения отверстия.
В ходе тренировки микроконтроллер принимает и обрабатывает сигналы, полученные от датчиков, включая но не ограничиваясь, расходомер и иные датчики, например пульсометр, датчик артериального давления, шагомер и иные вариации, совместимые с возможностями приема информации блока 7 измерения, и отправляет их посредством блока беспроводной передачи информации, который оснащен специальным модулем приема и передачи информации. На случай потери радиосвязи микроконтроллер оснащен электронным буфером памяти, способным сохранить данные автономной работы.
Блок беспроводной передачи информации блока 7 измерения, может представлять собой, например: WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль и т.п. С помощью блока беспроводной передачи информации, функционально сопрягаемого с соответствующими устройствами тренажера и например, но не ограничиваясь компьютера, смартфона, умных часов, обеспечивается организация обмена данными по беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), WLAN, WMAN.
На основании полученных и обработанных данных микроконтроллер формирует и передает посредством блока связи с компьютером информацию, например, но не ограничиваясь на компьютер с установленным ПО, где возможно провести анализ полученных данных, а также осуществить хранение и дальнейшую передачу полученной информации.
Таким образом, вышеописанным устройством подтверждается возможность имитации сопротивления дыханию при помощи сопла, и концентрации СО2 при помощи расчетного остаточного объема, условиям дыхания в СИЗОД, а также позволяющее измерять, записывать, хранить и передавать информацию о физиологических параметрах пользователя, полученных в ходе тренировки, при помощи расходомера и блока измерения, а также наличия возможности измерения иных параметров.

Claims

1. Тренажер, имитирующий дыхание человека в средстве индивидуальной защиты органов дыхания, предназначенный для обучения правилам использования средств индивидуальной защиты органов дыхания человека (СИЗОД) изолирующего типа и овладению навыками дыхания в них, представляющий собой устройство визуально идентичное СИЗОД, содержащее лицевую часть, воздуховодные шланги, дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, подвесную систему, отличающееся тем, что содержит имитирующий корпус, блок имитации СО2, сопло, для имитации сопротивления, обратный клапан вдоха, обратный клапан выдоха, расходомер, балластный вес, тумблер включения, блок измерения, при этом блок измерения включает в себя микроконтроллер, выполняющий функцию сбора и передачи данных полученных от датчика расходомера, с возможностью регистрации данных посредством радиоволнового передатчика, блок питания, блок передачи информации, блок синхронизации данных.
2. Устройство по п. 1, отличающийся тем, что оснащено футляром в виде корпуса и по крайней мере одной крышки с быстрораскрывающимся замком, идентичного модели имитируемого СИЗОД.
3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что оснащено индивидуальной упаковкой, идентичной модели имитируемого СИЗОД.
PCT/RU2023/050071 2022-08-01 2023-03-29 Тренажер, имитирующий дыхание человека WO2024030047A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022120935 2022-08-01
RU2022120935 2022-08-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024030047A1 true WO2024030047A1 (ru) 2024-02-08

Family

ID=89849681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/050071 WO2024030047A1 (ru) 2022-08-01 2023-03-29 Тренажер, имитирующий дыхание человека

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024030047A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2169810A (en) * 1985-01-11 1986-07-23 Coal Ind Simulator
WO2008089407A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 Ocenco, Inc. Breathing apparatus simulator
CN202677701U (zh) * 2012-04-27 2013-01-16 刘元兴 煤矿模拟自救器
RU2597574C2 (ru) * 2013-07-09 2016-09-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Универсальный тренажер, моделирующий работу человека в изолирующих дыхательных аппаратах
RU168730U1 (ru) * 2016-06-08 2017-02-17 Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области "Училище олимпийского резерва N 1 (колледж)" Дыхательный тренажер для гипоксической тренировки
RU202090U1 (ru) * 2019-02-21 2021-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕЗЕГА ХОЛДИНГ УКРАИНА" Учебный изолирующий самоспасатель

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2169810A (en) * 1985-01-11 1986-07-23 Coal Ind Simulator
WO2008089407A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 Ocenco, Inc. Breathing apparatus simulator
CN202677701U (zh) * 2012-04-27 2013-01-16 刘元兴 煤矿模拟自救器
RU2597574C2 (ru) * 2013-07-09 2016-09-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") Универсальный тренажер, моделирующий работу человека в изолирующих дыхательных аппаратах
RU168730U1 (ru) * 2016-06-08 2017-02-17 Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области "Училище олимпийского резерва N 1 (колледж)" Дыхательный тренажер для гипоксической тренировки
RU202090U1 (ru) * 2019-02-21 2021-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "ДЕЗЕГА ХОЛДИНГ УКРАИНА" Учебный изолирующий самоспасатель

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4325364A (en) Training breathing apparatus
CN101180100B (zh) 用于测定在电路控制的生氧呼吸器中的可呼吸空气的残气量的方法和装置
JP2017532129A (ja) 有効な人工呼吸を教授、演習及び遂行するためのシステム及び方法
RU214159U1 (ru) Тренажер, имитирующий дыхание человека в средстве индивидуальной защиты органов дыхания
WO2024030047A1 (ru) Тренажер, имитирующий дыхание человека
Harvey et al. The duration of two carbon dioxide absorbents in a closed-circuit rebreather diving system
US8100696B2 (en) Self-rescuer training device
RU2597574C2 (ru) Универсальный тренажер, моделирующий работу человека в изолирующих дыхательных аппаратах
Bahadori Personnel protection and safety equipment for the oil and gas industries
Love et al. Acceptable levels for the breathing resistance of respiratory apparatus: results for men over the age of 45.
RU2813903C1 (ru) Способ и комплекс устройств для тренировки техники дыхания в средствах индивидуальной защиты органов дыхания
CN211270703U (zh) 一种呼吸器佩戴监测装置
RU157760U1 (ru) Респиратор изолирующий регенеративный
US11626034B2 (en) Thorax and manikin for cardiopulmonary resuscitation with delivery of gaseous CO2
Forbes et al. Protection Against Mine Gases
GB2169810A (en) Simulator
RU2550127C1 (ru) Аппаратно-программный комплекс для оценки состояния системы регуляции дыхания и способ его использования
UA8938U (en) Training mine self-rescuer
Chullen et al. Results from Carbon Dioxide Washout Testing Using a Suited Manikin Test Apparatus with a Space Suit Ventilation Test Loop
GB2011792A (en) Training Breathing Apparatus
SU377160A1 (ru) ИЗОЛИРУЮЩИЙ РЕСПИРАТОРV^ .AfrVrttanM-..*-«
Hedricks et al. Evaluation of the KMS 48 Replacement Full Face Mask with the Emergency Breathing System for Use with MK 16 MOD I Underwater Breathing Apparatus
Paul The Use and Care of Mine-rescue Breathing Apparatus
Sinkule Automated breathing and metabolic simulator (ABMS) evaluation of N95 respirator use with surgical masks
Chullen et al. Utilizing a Suited Manikin Test Apparatus and Space Suit Ventilation Loop to Evaluate Carbon Dioxide Washout

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23850520

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1