ПОРТАТИВНОЕ ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ПОДОГРЕВА ВДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА
PORTABLE INHALED AIR HEATING DEVICE

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к индивидуальным дыхательным устройствам, предназначенным для защиты органов дыхания от холода, а также для лечения и профилактики различных заболеваний, связанных, в частности, с органами дыхания человека.
Механические аппараты подогрева вдыхаемого воздуха формируют поток воздуха, чтобы обеспечивать поддержку дыхания пациента в виде назначенной терапии. Эту терапию применяют посредством различных устройств взаимодействия с органами дыхания пациента.
Повышение температуры - это защитная реакция организма. В это время возрастает скорость биохимических реакций - при повышении температуры всего на 1 градус (с 36,6 до 37,6) эта скорость увеличивается в 10 раз. Быстрее образуются защитные антитела, быстрее утилизируются продукты обмена веществ и тем самым человеческий организм более эффективно борется с нарушениями, вызвавшими повышение температуры. Так как чаще всего повышение температуры вызывается какой-либо инфекцией, по своей эволюционно-биологической сущности этот процесс следует рассматривать как меру защиты от инфекционных возбудителей.
В связи с этим целью предложенного изобретения является обеспечение подогрева температуры вдыхаемого воздуха на портативном переносном устройстве подогрева вдыхаемого воздуха и поддержание заданной температуры.
Из уровня техники известен патент RU 2753030 С1, 11.08.2021, раскрывающий защитную маску с теплообменником, содержащую лицевую часть с клапаном вдоха и клапаном выдоха, выполненную с возможностью плотного прилегания к лицу пользователя и закрывающую нос и рот пользователя, узел фиксации маски на голове в виде лямок, фильтрующий элемент, шлем, где шлем является теплообменником и выполнен трехслойным с, как минимум, двумя полостями, образованными между слоями: для вдыхаемого воздуха и для выдыхаемого воздуха, полость вдыхаемого воздуха имеет, как минимум, одно отверстие для вдоха и выполнена с возможностью прогрева воздуха от естественной температуры головы человека и от температуры выдыхаемого воздуха, полость выдыхаемого воздуха имеет, как минимум, одно отверстие для выдоха, полости имеют также, как минимум, по одному отверстию, в которые установлены трубки вдоха и выдоха, соединенные соответственно с клапанами вдоха и выдоха, отверстие вдоха оснащено фильтром.
Недостатком данного решения является сложность конструкции, ее склонность к образованию конденсата, невозможность контролировать, задавать и изменять температуру подачи воздуха и невозможность ее точной регулировки во времени.
Из уровня техники известен патент, выбранный в качестве прототипа RU 26955 U1, 10.01.2003, раскрывающий устройство для защиты органов дыхания, содержащее эластичную маску с элементами крепления ее на голове, при этом устройство снабжено соединенным с маской тепловым рекуператором, представляющим собой набор параллельных алюминиевых пластин, с зазором между ними 1,0-1,1 мм и размещенных в корпусе трапециевидной формы с основаниями 80 мм и 50 мм и высотой 215 мм.
Недостатком данного решения является сложность и громоздкость конструкции, невозможность контролировать, задавать и изменять температуру подачи воздуха и невозможность ее точной регулировки во времени.
В основу данного изобретения поставлена задача разработать конструкцию портативного переносного устройства подогрева вдыхаемого воздуха, устраняющую указанные недостатки известных устройств, и обеспечивающую подогрев вдыхаемого воздуха.
Техническим результатом является обеспечение простоты конструкции устройства, высокой эффективности подогрева воздуха портативным переносным устройством. Дополнительным результатом является обеспечение точности подогрева в режиме реального времени и поддержание заданной температуры вдыхаемого воздуха.
Данный технический результат достигается тем, что портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха включает воздушный трубопровод, содержащий внутреннюю трубу, выполненную с возможностью передавать наружу тепло от выдыхаемого воздуха и внешний кожух для подвода воздуха, размещаемый вокруг внутренней трубы, при этом внешний кожух включает патрубки забора и подачи воздуха, а на конце патрубка подачи воздуха или на входе в клапан вдоха маски установлен датчик температуры вдыхаемого воздуха,
а также полнолицевую маску, связанную через ее клапан вдоха и клапан выдоха с воздушным трубопроводом и включающую подмасочную полумаску, для фиксации маски на лице, панорамное стекло, а также средства закрепления маски на голове.
Внутренняя труба снаружи содержит теплорассеивающие ребра.
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха включает контроллер, содержащий блок управления температурой и аккумулятор, а также нагревательный элемент, размещенный во внешнем кожухе.
Нагревательный элемент внешнего кожуха выполнен в виде спирали или нагревательных пластин.
Контроллер выполнен с возможностью проведения его калибровки.
Калибровка контроллера осуществляется при каждом его включении или по временному реле.
Контроллер выполнен с возможностью задания корректирующих температурных данных.
Аккумулятор дополнительно связан с разъемом для подключения внешнего источника питания.
Средства закрепления полнолицевой маски на голове представляют собой регулируемые лямки.
Подмасочная полумаска дополнительно включает, по меньшей мере, один клапан вдоха.
Полнолицевая маска включает, по меньшей мере, один переговорный узел.
Далее, предложенное изобретение будет подробно рассмотрено с учетом иллюстрации, где на фиг. 1 представлен общий вид выполнения портативного переносного устройства подогрева вдыхаемого воздуха:
1 - внутренняя труба;
2 - внешний кожух;
3 - датчик температуры;
4 - полнолицевая маска;
5 - клапан вдоха;
6 - клапан выдоха;
7 - подмасочная полумаска;
8 - панорамное стекло;
9 - средства закрепления маски на голове;
10 - нагревательный элемент;
11 - контроллер;
12 - блок управления температурой;
13 - аккумулятор;
14 - переговорный узел.
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха является устройством, обеспечивающим его использование при перемещении, в движении, то есть является мобильным устройством, хотя может быть использовано и в стационарных условиях, в больнице, дома и пр.
Воздушный трубопровод содержит внутреннюю трубу 1, выполненную с возможностью передавать наружу тепло от выдыхаемого воздуха и внешний кожух 2 для подвода воздуха, размещаемый вокруг внутренней трубы 1. Внутренняя труба 1 выполняется, например, из алюминия (и других материалов, хорошо передающих тепло) и может дополнительно снаружи содержать теплорассеивающие ребра, проходящие вдоль трубы 1.
Внутренняя труба 1 включает два отверстия, одно из них для подключения к клапану выдоха 6 маски 4, а другое для выхода воздуха наружу.
Внешний кожух 2 включает патрубок забора воздуха и патрубок подачи воздуха в полнолицевую маску 4. На конце патрубка подачи воздуха или на входе в клапан вдоха 5 полнолицевой маски 4 установлен датчик температуры 3 вдыхаемого воздуха.
Как вариант, датчик температуры 3 может быть размещен снаружи, а чувствительный элемент (термистор/термощуп и пр.) размещен внутри патрубка подачи воздуха или входа в клапан вдоха 5. Данный датчик 3 получает информацию о температуре подаваемого в полнолицевую маску 4 воздуха, что обеспечивает информирование о температуре и ее более точную регулировку устройством. Датчик температуры 3 может включать средства оповещения о выходе температуры за допустимые пределы (звуковое, световое, передача смс-сообщения и пр.).
Датчик температуры 3 вдыхаемого воздуха может быть как проводным (связанный с контроллером 11), так и беспроводными, например WI-FI, ИК (инфрокрасный), Bluetooth, GPS и другие технологии/протоколы передачи данных.
Выдыхаемый воздух, проходящий по внутренней трубе 1, подогревает ее, а также входящий воздух, проходящий в пространстве между внутренней трубой 1 и внешним кожухом 2.
Предпочтительно, внешний кожух 2 содержит нагревательный элемент 10. Нагревательный элемент 10 внешнего кожуха 2 выполнен в виде спирали или нагревательных пластин, проходящих вокруг кожуха 2 с его внутренней стороны. Нагревательный элемент 10 по проводу питается от аккумулятора 13.
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха может дополнительно включать контроллер 11, содержащий блок управления температурой 12, а также аккумулятор 13. Контроллер может крепиться, например на маске 4 или же являться отдельным узлом устройства и размещаться, например в кармане верхней одежды.
Датчик температуры 3 вдыхаемого воздуха взаимодействует с контроллером 11, то есть передает на него данные в режиме реального времени о температурных параметрах поступаемого воздуха для информирования пользователя, его регулировки и поддержания температуры вдыхаемого воздуха.
Функция температурного контроллера 11 заключается в приеме сигнала от датчика 3, обработке полученной информации и отправке сигнала на блок управления 12 температурой контроллера 11, для внесения им температурных корректировок на нагревательном элементе 10 и поддержания точной заданной температуры в режиме реального времени.
Аккумулятор 13 дополнительно связан с разъемом для подключения внешнего источника питания. Устройство питается от аккумулятора 13, однако опционально может иметь и сетевой кабель, для подключения к розетке, для подзарядки аккумулятора 13 и работы от сети.
Блок управления 12 температурой включает, как правило, дисплей и органы управления, задающие режим работы контроллера 11 и контролирующие эти параметры.
Предпочтительно, чтобы температурный контроллер 11 был выполнен с возможностью проведения его калибровки. Калибровка температурного контроллера 11 осуществляется, например, при каждом его включении или по временному реле, например один раз в сутки. Калибровка температурного контроллера 11 исключит неточности полученных данных, связанных, например, с изменением температуры в помещении, скорости ветра на улице или иных факторах, влияющих на точность параметров. При этом предпочтительно, чтобы температурный контроллер 11 был выполнен с возможностью задания корректирующих температурных данных, способных поднимать или опускать температуру относительно полученных данных от датчика 3.
Устройство также включает полнолицевую маску 4, то есть маску, полностью закрывающую лицо, связанную через ее клапан вдоха 5 и клапан выдоха 6 с воздушным трубопроводом. Клапан выдоха 6 служит для выдыхания человеком воздуха. Внутри полнолицевой маски 4 размещена подмасочная полумаска 7, служащая для лучшей (удобной, надежной) фиксации полнолицевой маски 4 на лице и уменьшения запотевания панорамного стекла 8, также установленного в полнолицевой маске 4.
Полнолицевая маска 4 также содержит средства 9 ее закрепления на голове. В качестве средств 9 закрепления полнолицевой маски на голове могут использоваться, например регулируемые лямки, ремни и пр. Подмасочная полумаска 7 дополнительно может включать по меньшей мере один, предпочтительно два клапана вдоха 5, для исключения запотевания стекла 8.
Полнолицевая маска 4 также предпочтительно включает по меньшей мере один, предпочтительно два переговорных узла 14, для упрощения разговора с пользователем. Конструкция переговорного узла 14 может быть различной, например в виде переговорного внешнего динамика, упрощающего передачу голосовой информации от пользователя в полнолицевой маске к собеседнику, например врачу.
Принцип работы устройства (пример):
Пользователь надевает полно лицевую маску 4.
Выдыхаемый воздух из клапана выдоха 6 полнолицевой маски 4, проходящий по внутренней трубе 1 подогревает ее, а входящий воздух, проходящий в пространстве между внутренней трубой 1 и внешним кожухом сообщением и другими средствами) о выходе температуры за допустимый порог.
Человек дышит подогретым воздухом.
В том случае, если устройство снабжено контроллером 11, содержащим блок управления 12 температурой и аккумулятором 13, а также нагревательным элементом 10, то пользователь задает необходимую температуру посредством блока управления 12 и контроллера 11 и включает устройство.
Датчик температуры 3 считывает температуру, поступающего в полнолицевую маску 4 воздуха, и передает данные на контроллер 11.
Контроллер 11 передает сигнал на блок управления 12 для включения/выключения (регулировки температуры) нагревательного элемента 10 и обеспечения подогрева воздуха внутри воздушного трубопровода до заданной температуры.
Подогретый до заданной температуры воздух, посредством нагрева от внутренней трубы 1 и нагревателя 10 подается в полнолицевую маску 4 естественным путем.
Пользователь вдыхает подогретый воздух с учетом заданной температуры.
Цикл повторяется.
Конструкция предложенного устройства обеспечивает упрощение конструкции и высокую эффективность подогрева воздуха портативным переносным устройством. Кроме того, дополнительно обеспечивается точность подогрева в режиме реального времени и поддержание заданной температуры вдыхаемого воздуха.