Легочный автомат для кислородно-дыхательных аппаратов

Легочный автомат для кислородно-дыхательных
Полезная модель относится к устройствам для зашиты органов дыхания от вредного влияния окружающей среды и может быть использована, например, в применяемых в спасательных службах конструкциях респираторов с управляемыми дыханием клапанами, дозирующими поступление кислорода.
Известен легочный автомат мембранного типа, содержащий корпус, мембрану и связанный с ней клапан, пневмоусилитель с клапаном, делитель потока в виде двух параллельных каналов, в одном из которых установлен дроссель, а в другом инжектор, всасывающая линия которого соединена с полостью под мембраной легочного автомата ( авторское свидетельство СССР №463452, кл.А62В7/02, приоритет от 30.03.73г. опубликовано в 1975г.). Необходимая подача кислорода при любом его потреблении пациентом в известном легочном автомате обеспечивается путем автоматического увеличения времени подачи или частоты включения клапана подачи кислорода независимо от величины минутной вентиляции пациента.
Открытие клапана происходит за счет воздействия избыточного давления, создаваемого потоком кислорода на мембрану пневмоусилителя.
Недостатками известного легочного автомата являются:
А 62 В 7/04 аппаратов.
- в режиме постоянной подачи кислорода при малом расходе в дыхательном мешке образуется смесь с большим содержанием азота.
Известен мембранный легочный автомат, работающий по принципу пневматического реле, который содержит основной и вспомогательный клапаны и канал подвода кислорода от редуктора кислородного баллона. (Н.С.Диденко. Регенеративные респираторы для горноспасательных работ. М., Недра, 1990, с.79-80)
Основной клапан прижат к седлу пружиной и на его штоке установлена регулирующая гайка с шайбой, а камера герметизируется мембраной.
Вспомогательный клапан легочного автомата содержит сопло и подпружиненную с двух сторон мембрану. Величиной зазора между соплом и мембраной регулируется величина вакуумметрического давления, при котором должен работать легочный автомат.
Известная конструкция легочного автомата мембранного типа, используемая в респираторах Р-12 и Р-30, не экономична в отношении расхода кислорода, т.к. подача, кроме постоянной в количестве 1.3. - 1,5 л/мин, осуществляется в большом количестве (60 - 150 л/мин) непосредственно от редуктора. За счет ускорения работы мембран легочного автомата и выпускного клапана дыхательный мешок переполняется, и большое количество кислорода уходит из него через клапан избыточного давления. Использование известного легочного автомата вызывает большие потери кислорода при легкой работе и когда пациент находится в спокойном состоянии. В результате этого срок защитного действия респиратора сокращается до 4-х часов при работе и 5-ти часов - в спокойном состоянии (отсидке).
подпружинен относительно корпуса и снабжён дозирующим отверстием с каналами, соединяющими подклапанную и надклапанную полости, и мембрану, ограничивающую надклапанную полость. Надклапанная полость соединена с дыхательным мешком, а надмембранное пространство снабжено толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с приводом от дыхательного мешка и, через мембрану, подпружиненным штоком основного клапана.
Отличием легочного автомата является то, что он снабжен дополнительным клапаном, установленным последовательно с основным клапаном, подклапанная полость которого соединена с каналом подвода кислорода от редуктора кислородного баллона, а шток подпружинен относительно корпуса, снабжён дозирующим отверстием с каналами подачи кислорода и установлен с возможностью взаимодействия со штоком основного клапана, при этом надклапанная полость дополнительного клапана соединена с подклапанной полостью основного клапана.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1,2 и 3 показаны соответственно положения клапанов лёгочного автомата при трёх режимах его работы: в спокойном состоянии или лёгком режиме работы, при средней нагрузке и при тяжёлой работе.
Легочный автомат содержит корпус 1, внутри которого имеется седло 2 основного клапана, подвижная часть которого выполнена в виде штока 3, подпружиненного относительно корпуса с помощью пружины 4. В штоке имеются дозирующее отверстие 5, каналы 6 подвода кислорода к дозирующему отверстию и каналы 7 подачи кислорода в надклапанную полость А основного клапана, соединённую патрубком 8 с дыхательным мешком (не показан). Надклапанная полость А ограничена мембраной 9, закрепленной в корпусе. Со стороны полости А мембрана взаимодействует со штоком 3 основного клапана, а в надмембранной полости Б установлен толкатель 10,
взаимодействующий через мембрану 9 со штоком 3 и, через регулируемую рычажную систему 11 - с дыхательным мешком. Регулирование системы осуществляют с помощью винта 12. Последовательно основному клапану, со стороны подачи кислорода, в корпусе 1 установлен дополнительный клапан, причём его седло 13 помещено в корпусе 1, а подвижная часть, как и у основного клапана, выполнена в виде штока, внутри которого имеется дозирующее отверстие 15 с каналами 16 подачи кислорода в его надклапанную полость В, соединённую с подклапанной полостью Г основного клапана. Шток 14 дополнительного клапана подпружинен относительно корпуса 1 пружиной 17, а его подклапанная полость Д соединена с помощью канала 18 подвода кислорода с редуктором кислородного баллона (не показан).
Ниже приведено описание работы легочного автомата.
Кислород, от редуктора кислородного баллона, по каналу 18 в корпусе 1, поступает в подклапанную полость Д дополнительного клапана и далее, через дозирующее отверстие 15 и каналы 16, выходит в надклапанное пространство В, а затем - в подклапанное пространство Г основного клапана. По каналам 6 в штоке 3 основного клапана кислород поступает в его дозирующее отверстие 5 и по каналам 7 выходит в надклапанное пространство А и далее, по патрубку 8, в дыхательный мешок в количестве 0,5-0,6 л/мин. Данный режим подачи кислорода является постоянным. При покое и лёгкой работе дыхание слабое, потребление кислорода небольшое и поступление его в дыхательный мешок в количестве 0,5-0,6 л/мин вполне обеспечивает потребность человека.
При увеличении нагрузки (в режиме работы средней тяжести) потребность в кислороде увеличивается, ритм, и амплитуда дыхания изменяется. С увеличением сопротивления вдоху наполняемость дыхательного мешка уменьшается, при этом происходит поворот
рычажной системы 11 и её регулировочный винт 12 давит на толкатель 10, который через мембрану 9 воздействует на шток 3 основного клапана. Преодолевая сопротивление пружины 4, шток 3 смещается и открывает кольцевое пространство между седлом 2 и штоком 3, через которое кислород из подклапанного пространства Г основного клапана выходит в полость А и далее, по патрубку 8 - в дыхательный мешок, т.е. часть кислорода выходит к дыхательному мешку, минуя дозирующее отверстие 5 и каналы 7. В данном режиме работы лёгочный автомат обеспечивает подачу кислорода 2,5-5,0 л/мин.
При тяжелой работе ритм и амплитуда дыхания изменяются дыхание становится более глубоким и резким, а потребность в кислороде значительно возрастает. Под действием разряжения в дыхательной системе, наполняемость дыхательного мешка уменьшается, и рычажная система 11 усиливает давление через регулировочный винт 12 на толкатель 10. Под действием этого давления шток 3 основного клапана опускается ниже и своим основанием воздействует на шток 14 дополнительного клапана. Преодолевая сопротивление пружины 17, шток 14 опускается и открывает кольцевой зазор между седлом 13 и штоком. Кислород из подклапанной полости Д, минуя дозирующее отверстие 15 и каналы 16 в штоке, начинает поступать в надклапанную полость В и обход основного клапана - непосредственно в надклапанную полость А основного клапана и далее - в дыхательный мешок. В данном режиме работы лёгочный автомат обеспечивает подачу кислорода для дыхания в объёме 100-150 л/мин.
В процессе дыхания дыхательный мешок находится в наполненном состоянии и часть смеси из него периодически удаляется через избыточный клапан, т.е. происходит продувка системы дыхания от азота.
условий дыхания при выполнении различных по сложности работ и предотвращает перенасыщение системы азотом.