АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ БАРОКАМЕРА

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности к лечебным помещениям с искусственным климатом, и может быть использована как оборудование, применяемое в гипербарической оксигенации, интенсивной терапии, химиотерапии и в других лечебных учреждениях.
Известна барокамера, содержащая корпус с крышкой, систему подачи кислорода с регулятором давления в корпусе, регулятор перепада давления, управляющая линия которого соединена с корпусом, а выход через дроссель соединен с регулятором давления системы поддержания давления в корпусе (а.с. №511085 A61G 10/02, 1976 г.).
Известна также барокамера, в которой регулятор расхода системы подачи кислорода дополнительно соединен одной управляющей линией с входом дросселя, а другой управляющей линией - с линией, соединяющей выход того же дросселя с исполнительным регулятором давления (а.с. №670305).
Общим недостатком эких барокамер является сложная настройка пневмосистемы при эксплуатации, а также повышение температуры внутри нее во время компрессии (сжатия газа внутри барокамеры).
Наиболее близкой по технической сущности и взятой за прототип является барокамера, содержащая корпус с крышкой, систему подачи кислорода с регулятором расхода, ресивером, дросселем и регулятором давления, систему поддержания давления в корпусе с регулятором давления и исполнительным регулятором давления, подключенным к корпусу, а также регулятор перепада давления, управляющая линия которого соединена с корпусом, дроссель, первый блок фильтра с обратным клапаном, установленный в системе подачи кислорода перед регулятором расхода, после которого установлен эжектор с клапаном, соединенный одной управляющей линией с дросселем, установленным на входе регулятора давления, последовательно с первым блоком фильтра с обратным клапаном установлен второй блок фильтра с обратным клапаном, к которому линией подачи кислорода подключены ресивер и регулятор перепада давления, между регулятором перепада давления и регулятором давления системы поддержания давления в корпусе включены последовательно блок дросселей, дополнительный ресивер и регулятор давления, перед которым установлен второй дроссель, объединенный входами с регулятором перепада давления, при этом управляющие линии регулятора расхода и исполнительного регулятора давления объединены и подключены к регулятору давления системы поддержания давления в корпусе. (RU патент №2036633 A61G 10/02 1993 г. - прототип).
2
2
Недостатком прототипа является низкая эффективность и комфортабельность условий внутри барокамеры, обусловленные повышенным шумом во время сеанса, значительным расходом кислорода на режиме изопрессии, невозможностью начала сеанса с заданным процентным содержанием кислорода в барокамере, а также отсутствием возможности влиять на параметры газовой среды (температура, влажность, содержание СО, О) в барокамере во время сеанса.
Технический результат полезной модели - снижение расхода кислорода во время лечебного сеанса с одновременным повышением удобства эксплуатации и создания комфортных условий для пациента в барокамере во время сеанса.
Указанный технический результат достигается тем, что автоматизированная барокамера, содержащая корпус с предохранительным клапаном, закрываемый с одного торца крышкой с замковым устройством, связанным с управляющим входом блокировочного клапана, нормально-закрытый канал которого установлен в линии подачи кислорода, которая после первого обратного клапана подключена через блок фильтра с обратным клапаном к ресиверу и параллельно к регулятору расхода, первый выход которого соединен с линией подачи кислорода в корпус, второй выход - с линией подачи кислорода в корпус через эжектор, имеющий на одном из входов клапан, управляющий вход которого связан с третьим выходом регулятора расхода и с установленным в линии выхода газа из корпуса регулятором давления, управляющий вход которого соединен с выходом регулятора давления «задающего», соединенным с повторителем величины давления в пневмоемкости, которая через подстроечный дроссель подключена к регулятору давления «скоростному», связанному с повторителем и с линией подачи кислорода в корпус, согласно полезной модели, дополнительно содержит клапан шумопонижения, установленный после первого обратного клапана параллельно регулятору расхода в линии подачи кислорода через клапан эжектора в корпус, и тумблеры-переключатели режимов, нормально-закрытый канал одного из которых подсоединен к линии связи повторителя с регулятором давления «задающим», нормально-закрытый канал второго тумблера-переключателя установлен в линии, связывающей ресивер с регулятором давления «скоростным» и параллельно через индивидуальный дроссель с повторителем величины давления в пневмоемкости, а нормально-открытый канал второго тумблера-переключателя установлен в циркуляционном контуре продувки между линией, связывающей повторитель с корпусом и клапаном шумопонижения, и линией подачи кислорода в эжектор через дополнительно введенный клапан продувки в линии, подключенной после первого обратного клапана параллельно линии подключения регулятора расхода, а нормально-открытый канал 3 тумблера-переключателя установлен в линии связи регулятора давления «скоростного» через подстроечный дроссель с пневмоемкостью, при этом в линии подачи кислорода перед блокировочным клапаном установлен фильтр.
На фиг. 1 представлена блок-схема автоматизированной барокамеры;
фиг. 2 - пульт управления (вид передней панели).
1
Автоматизированная барокамера содержит корпус 1 с предохранительным клапаном 2. Корпус закрывается с одного торца крышкой 3 с замковым устройством 4, приводящим в действие блокировочный клапан 5 (в исходном положении нормально-закрытый), который установлен в линии подачи кислорода после фильтра 6 и обеспечивает подачу кислорода при герметизации корпуса 1 барокамеры крышкой 3 через обратный клапан 7 к регулятору расхода 8, к клапану продувки 9, к клапану 10 эжектора 11 через клапан 12 шумопонижения. Сброс кислорода в противоположном направлении предотвращается обратным клапаном 7. Линия подачи кислорода обеспечивает питание пульта управления через фильтр 13, второй обратный клапан 14 и ресивер 15. Выходы клапана 10 эжектора 11, клапана 9 продувки и регулятора 8 расхода соединены с эжектором 11, который входным и выходным каналами соединен с корпусом  барокамеры. С корпусом 1 барокамеры соединен также входной канал регулятора 16 давления. Управляющиеся входы регуляторов 16 давления и клапана 10 эжектора 11 соединены с выходным штуцером регулятора 17 давления «задающего», который ограничивает повышение управляющего давления, тем самым ограничивая давление в барокамере выше заданной величины, поступающее от повторителя 18, работающего совместно с индивидуальным дросселем 19, которые, в свою очередь, усиливают управляющее давление по расходу до необходимой величины, поступающее от совместной работы регулятора 20 давления «скоростного», дросселя 21 подстроенного (регулируемого) и пневмоемкости 22. Изменение давления в барокамере контролируется манометром 23. На пульте управления имеются два тумблера-переключателя: тумблер 24 - ступенчатого режима, тумблер 25 - продувки и клавиша 28 тумблера-переключателя 35 экстренной декомпрессии.
Пульт управления (фиг. 2) выполнен со съемным кожухом. На передней панели размещены манометр 23, ручка 26 задания давления, ручка 27 задания скоростей компрессии-декомпрессии, клавиша 28 экстренной декомпрессии, тумблер 25 продувки, тумблер 24 ступенчатого режима, световой индикатор 29, кнопка 30 сброса аварийной сигнализации. На отдельной панели 31 сигнализации пульта размещены индикаторы питания и разрядки батарей системы связи и аварийной сигнализации. Имеется телефонная трубка 32 системы связи с пациентом в барокамере. Блок индикации 33 отображает в реальном времени физические параметры среды в корпусе (концентрацию СО, температуру, влажность, скорость изменения давления, концентрацию кислорода. Имеется также индикатор 34 таймера задания времени сеанса с кнопками «старт» и «пуск».
Отличием автоматизированной барокамеры является наличие тумблера 24 для обеспечения ступенчатого режима, тумблера 25 для обеспечения режима «Продувки», тумблера 35 для экстренной декомпрессии, клапана 12 шумопонижения, установленного в линии связи клапана 10 эжектора 11 с линией подачи кислорода (для снижения уровня шума в барокамере до комфортного для пациента значения), подстроенного дросселя 21, позволяющего производить настройку скоростей компрессии и декомпрессии барокамеры в необходимых пределах. Установка фильтра 6 на входе в барокамеру позволяет предохранить элементы управления барокамеры от засорения. Изолированное индивидуальное соединение манометра 23 с барокамерой обеспечивает более точное отображение давления, исключая искажения показаний при работе пневмоавтоматики.
Выполнение пульта управления в виде изолированного блока, имеющего быстроразъемные соединения, позволяет локализовать органы управления, что упрощает управление процессом работы барокамеры.
Электропитание автоматизированной барокамеры осуществляется от блока питания (не показан), включаемого в сеть напряжением 220 В, 50 Гц, который связан с барокамерой кабелем. Питание системы связи и аварийной сигнализации осуществляется от четырех аккумуляторов, расположенных в контейнере пульта управления. Напряжение питания 5 В. При включенном блоке питания и кнопки, расположенной на задней стороне пульта (не показана), осуществляется подзарядка аккумуляторов.
Элементы автоматики закреплены с возможностью демонтажа на отдельной панели управления: регулятор давления (ручка 27 регулирования скоростей компрессии и декомпрессии на лицевой панели пульта), регулятор 17 давления «задающий» (ручка 26 задания давления на лицевой панели пульта). Исполнительные элементы пневмоавтоматики смонтированы под корпусом 1 барокамеры и соединены с пультом пневмокабелем (без поз.).
Клапан 2 предохранительный предназначен для предотвращения повышения давления в корпусе 1 выше предельно допустимого давления и отрегулирован на начало открытия при давлении 0,315 МПа.
Клапан 5 блокировочный предназначен для предотвращения повышения давления в корпусе при не полностью закрытой крышке 3 (негерметично закрыто замковое устройство 4). При полностью закрытом замковом устройстве 4 отжимается клапан 5 блокировочный (переходит к нормально открытому каналу), открывая доступ кислорода к блоку управления подачей газа, предварительно очищенного в фильтре 6. После клапана 5 блокировочного в линии подачи кислорода установлен обратный клапан 7.
Регулятор 8 расхода предназначен для регулирования подачи кислорода в корпус 1 барокамеры. Расход кислорода определяется величиной разности управляющих давлений и регулируется величиной сжатия пружины.
Клапан 9 продувки и клапан 10 эжектора 11 идентичны, имеют мембрану и винт настройки.
Эжектор 11 предназначен для создания потока циркуляции по замкнутому контуру. Крепится на основании барокамеры.
Клапан 12 шумопонижения предназначен для снижения давления в линии подачи кислорода через сопло эжектора 11, что снижает уровень шума и расход кислорода при работе эжектора 11.
Фильтр 13 с обратным клапаном 14 подключены к ресиверу 15 и установлены как и в прототипе последовательно в линии подачи кислорода к пульту управления.
Регулятор 16 давления предназначен для поддержания заданного давления кислорода в корпусе 1 барокамеры и осуществления экстренной декомпрессии (клавиша 28 на передней панели пульта).
Регулятор 17 давления «задающий» - мембранный дифференциальный регулятор давления «после себя».
Повторитель 18 давления в пневмоемкости 22 предназначен для увеличения мощности управляющего сигнала.
Автоматизированная барокамера эксплуатируется следующим образом.
Перед началом работы проверяют готовность пульта управления. Положение тумблеров и ручек должно быть следующее:
кнопка питания пульта (не показана)
- «Вкл»;
тумблер-переключатель 24
- «Выкл»;
тумблер-переключатель 25
- «Выкл»;
ручка 26
- «Выкл»;
ручка 27
- в нейтральном положении.
Имеются следующие режимы работы барокамеры: «Продувка», «Компрессия», «Изопрессия», «Декомпрессия», «Экстренная декомпрессия». Выполнение всех режимов работы возможно после закрытия замкового устройства 4 крышки 3, когда открывается блокировочный клапан 5.
2
Режим «Продувка» включается вручную перед режимом «Компрессия» для осуществления замены газовой среды барокамеры на обогащенную кислородом среду и в режиме «Изопрессия» для изменения параметров газовой среды в барокамере во время сеанса (повышение процентного содержания кислорода, снижение температуры, содержания СО, влажности).
Газ от кислородной магистрали подается через фильтр 6, нормально открытый канал блокировочного клапана 5 к обратному клапану 7. После обратного клапана 7 кислород поступает по четырем цепям.
Первая цепь - регулятор 8 расхода и диффузор эжектора11 в барокамеру.
2
Вторая цепь - клапан 12 шумопонижения, клапан 10 эжектора 11, через сопло эжектора 11 в барокамеру. Поток, проходящий по этой цепи, эжектирует кислородную смесь из барокамеры через находящийся в барокамере (не показан) фильтр СО, создавая поток циркуляции по замкнутому контуру. Выброс кислородной смеси из барокамеры осуществляется через регулятор 16 давления в линию дренажа за пределы здания. Регулятор 16 давления при отсутствии управляющего давления от регулятора 17 давления «задающего» нормально открыт.
Третья цепь - клапан 9 продувки и диффузор эжектора в барокамеру.
Четвертая цепь - к пульту управления через фильтр 13 с обратным клапаном 14, ресивер 15 по пневмокабелю к регулятору 20 давления «скоростному». Ручка 27 (на пульте) регулятора 20 имеет условную шкалу и в положении "0" (среднее) регулятор 20 настроен на давление 25 кПа на его выходе. Это давление через подстроечный дроссель 21 и пневмоемкость 22 подается в замкнутую управляющую полость повторителя 18, который передает его через регулятор 17 давления «задающий» в управляющую полость регулятора 16 давления. Пружина регулятора 16 давления, противодействующая закрытию клапана управляющим давлением, настроена на усилие, компенсирующее давление сдвига нулевой настройки регулятора 20 давления «скоростного», при положении ручки 27 в нулевом положении. При включении регулятора 17 «задающего» (ручкой 26) в положение "ВКЛ" давление с его выхода передается в управляющую полость клапана 10 эжектора 11, открывая их и тем самым включая цепь, питающую эжектор.
Режим «компрессия». Для осуществления режима компрессии (повышения давления в корпусе 1) необходимо поворотом ручки 26 регулятора давления «задающего» установить нужное для сеанса давление, а ручку 27 регулятора 20 давления «скоростного» повернуть от среднего положения по часовой стрелке, задав нужную скорость компрессии. Закрыть замковое устройство 4 крышки 3.
Пневмоемкость 22 начинает заполняться. Когда давление в пневмоемкости 22 достигает 25 кПа закрывается регулятор 16 давления, включается в работу регулятор 8 расхода, обеспечивая заданную скорость, при этом начинается компрессия (давление в барокамере начинает возрастать).
Режим «изопрессия». Данный режим начинается автоматически при достижении заданного давления. Регулятор 16 давления, являясь элементом сравнения, поддерживает давление "до себя" в барокамере равным давлению в своей управляющей полости за вычетом давления, компенсируемого усилием пружины. Разность управляющих давлений будет создаваться и на регуляторе 8 расхода, пружина которого настроена на эквивалентное давление. Этим обеспечивается закрытие регулятора 8 до достижения давления изопрессии. Давление в барокамере растет до тех пор, пока не достигнет величины заданного регулятором 17 «задающим» (ручка 27 на пульте в положении «компрессия») и остается таковым на протяжении всего режима. Этот режим называется «основным режимом».
Для проведения режима «декомпрессия» (снижение давления в барокамере) ручку 27 поворачивают от «0» влево на деление, соответствующее нужной скорости. Режим происходит автоматически. Регулятор 16 давления при этом открывается на величину, соответствующую заданной скорости декомпрессии, по управляющему сигналу. Кислород из барокамеры стравливается через регулятор 16 давления в линию дренажа.
2
В режимах «изопрессия» и «декомпрессия» регулятор 8 расхода закрыт.Поступление в барокамеру кислорода осуществляется через клапан 10 и сопло эжектора 11. Такой расход достаточен для организации вентиляции внутри барокамеры и выведения СО, выдыхаемого пациентом, в составе газовой смеси, выбрасываемой наружу.
Режим «экстренная декомпрессия» осуществляется снятием задающего давления в управляющей полости регулятора 16 давления сдвигом клавиши 28 экстренной декомпрессии на себя. Управляющее давление в регуляторе 16 давления падает до «0». Регулятор 16 давления открывается и сбрасывает кислород из барокамеры. Проходное сечение регулятора 16 давления обеспечивает требуемую скорость экстренной декомпрессии. Давление в барокамере контролируется по манометру 23. При снижении давления кислорода в питающей сети, для предупреждения экстренного сброса давления, предусмотрен ресивер 15 и обратный клапан 14, которые не позволяют мгновенно сбросить управляющее давление на клапанах и исключают самопроизвольную экстренную декомпрессию даже при разрушении питающего трубопровода. Экстренная декомпрессия может быть обусловлена ухудшением самочувствия пациента во время сеанса. В случае если не срабатывает экстренная декомпрессия, ручку 26 регулятора 17 давления «задающего» переводят в крайнее положения против часовой стрелки или вручную открывают предохранительный клапан 2 и удерживают его в этом положении до снижения давления в барокамере до нуля.
При проведении назначенных лечащим врачом сеансов (различных режимов) дополнительно введенные тумблер-переключатель 24, позволяют осуществлять режим компрессии ступенчато, а тумблер- переключатель 25 - проводить продувку в барокамере.
Для проведения ступенчатого режима при компрессии необходимо при достижении промежуточного давления в барокамере тумблер 24 перевести в положение «Вкл». Через пять минут устанавливается режим изопрессии. При этом давление возрастает не более чем на 10 кПа. При переводе тумблера 24 в положение «Выкл» возрастание давления до заданного продолжится. Применение ступенчатого режима при компрессии (или декомпрессии) возможно при давлении в барокамере не менее 25 кПа.
Для проведения продувки барокамеры тумблер-переключатель 25 переводят в положение «Вкл», кислород поступает через дополнительно введенный клапан 9 продувки и эжектор 11 в барокамеру. Продувка длится в течение пяти минут, после чего тумблер-переключатель 25 переводят в положение «Выкл». Режим продувки можно проводить (при необходимости) и во время режима изопрессии.
Во время проведения сеанса на всех режимах осуществляют контроль за концентрацией углекислого газа по сигналам от датчиков, установленных в барокамере, показания которых выведены на пульт (блок 33 индикации). Концентрация углекислого газа в барокамере более 0,3% не допускается.
После окончания сеанса доводят давление в барокамере до нуля, для чего замковое устройство 4 переводят в положение «Открыт». Срабатывает блокировочный клапан 5, подача кислорода в пневмосистему прекращается. Через открытую крышку 2 пациента перемещают из барокамеры, которую в соответствии с инструкцией по эксплуатации проветривают, а электроаппаратуру выключают.
Применение полезной модели не только обеспечит комфортные условия для пациента (наличие клапана 12 шумопонижения), но и позволит экономно расходовать кислород во время проведения лечебных сеансов за счет дополнительно введенного клапана 9 продувки, а также применять ступенчатые режимы повышения или понижения давления в барокамере, используя тумблеры-переключатели 24 и 25.