ПЕРЕХОДНИК ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДЫХАТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИАЛЬНО-ВИРУСНЫХ ФИЛЬТРОВ К ПОЛНОЛИЦЕВОЙ МАСКЕ ДЛЯ ПОДВОДНОГО ПЛАВАНИЯ

Область техники
Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания, а именно, к переходнику для дыхательного отверстия масок для подводного плавания, который делает возможным соединение маски с фильтрующими элементами, что позволяет использовать данную маску для защиты дыхательных путей и слизистых оболочек, в частности, от бактериально-вирусных инфекций, и может использоваться медицинским персоналом при работе с инфекционными заболеваниями, выполнении реанимационных действий в опасных зонах  в условиях пандемии 2019-nCoV.
Уровень техники
В период пандемии коронавируса при нехватке медицинских респираторов медицинский персонал стал использовать маски для подводного плавания (снорклинга) в качестве защитных респираторов. Использовать маску для снорклинга в качестве альтернативного средства защиты рекомендуют, например, Федерация анестезиологов и реаниматологов России и Кафедра анестезиологии и реаниматологии им. Ваневского при Санкт-Петербургской медицинской академии им. Сеченова (https://openmedia.io/news/n2/rossijskie-bolnicy-ispolzuyut-maski-dlya-podvodnogo-plavaniya-iz-za-nexvatki-respiratorov/). При этом для масок на 3D принтере печатают специальные переходники, позволяющие соединять дыхательное отверстие маски с фильтрами, например, использующимися в аппаратах ИВЛ. Маска для плавания полностью закрывает лицо, а присоединенный к ней фильтр служит барьером для возбудителей бактериально-вирусных инфекций.
Из уровня техники известны переходники (адаптеры), которые устанавливают вместо дыхательной трубки и сверху на них закрепляют один или два дыхательных фильтра от ИВЛ, содержащих один или два соединительных штуцера (отвода), соответственно (http://www.seamask.ru/adaptor).
При этом переходник под один медицинский фильтр, содержащий один штуцер для соединения с фильтром, не обеспечивает поступление достаточного объема воздуха при работе врача в интенсивном режиме, в частности, при выполнении реанимационных действий.
Известен также переходник с разделением входящих и исходящих потоков воздуха, содержащий два штуцера, каждый из которых предназначен для соединения с фильтром, при этом один из отводов работает на вдох, другой - на выдох. Для этого переходник снабжен внутренней перемычкой с обратными клапанами, расположенными в области соединения с маской.
Однако использование одного отвода на вдох также не обеспечивает достаточного объема воздуха при работе врача в интенсивном режиме.
Наиболее близким к предлагаемому решению является двойной переходник, содержащий два штуцера для подключения к двум фильтрам, оба из которых направлены на очищение входящих потоков воздуха при вдохе (http://www.seamask.ru/adaptor). Переходник выполнен в виде единой монолитной детали, центральная часть которой имеет объемную прямоугольную форму, сверху сопряженную с двумя штуцерами, расположенными параллельно друг другу, а снизу - с крепежной частью, предназначенной для соединения с маской.
°
Однако данный переходник является достаточно громоздким (шириной до 10-12 см), что обусловлено возможностью расположения на нем под углом 90 двух фильтров с минимальным диаметром до 5 см. Кроме того, подключение фильтров к переходнику осуществляется посредством размещения их соединительной части во внутренней полости  штуцера, т.е. посадочной зоной крепления переходник-фильтр выбран наружный контур фильтра, который имеет разный диаметр в зависимости от производителя фильтра.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является создание легкого, удобного в применении переходника без разделения воздуха на входной и выходной потоки, обеспечивающего надежное крепление фильтров к маске для подводного плавания, размер, конфигурация и положение соединительных штуцеров которого позволяли бы подключать к маске фильтры любой формы со стандартными посадочными размерами (15/22 мм) и вне зависимости от фирмы-производителя и типа фильтра.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является создание переходника, обеспечивающего надежное крепление фильтров к маске для подводного плавания, размер, конфигурация и положение соединительных штуцеров которого позволяли бы подключать к маске фильтры любой формы со стандартными посадочными размерами (15/22 мм) и вне зависимости от фирмы-производителя и типа фильтра.
Использование переходника для подключения фильтров к маске для подводного плавания не допускает утечек воздуха в зонах соединения (переходник-фильтр, переходник-маска) при обеспечении поступления в маску достаточного для свободного дыхания объема воздуха, уменьшении габаритов и массы переходника.
°
Технический результат достигается за счет создания переходника для подключения дыхательных бактериально-вирусных фильтров к полнолицевой маске для подводного плавания, включающего герметичный корпус, образованный двумя полыми разъемными частями, выполненными с возможностью их герметичного соединения между собой с образованием общей внутренней полости; при этом одна из частей корпуса снабжена двумя коннекторами в виде патрубковых элементов, соединенных с внутренней полостью и выполненными как одно целое с частью корпуса, при этом коннекторы расположены под углом друг к другу с возможностью их соединения с бактериально-вирусными фильтрами; другая часть корпуса, являющаяся крепежной, выполнена с возможностью герметичного соединения с коннектором маски для подводного плавания; с внешней стороны коннекторы выполнены в форме усеченного конуса с обеспечением плотного механического контакта наружной поверхности коннектора с внутренней поверхностью коннектора фильтра при его соединении с переходником, при этом диаметр наружной поверхности усеченного конуса на дистальном конце составляет 15,4 мм, на проксимальном - 16 мм, а угол, образованный осями двух коннекторов, составляет не менее 60.
Часть корпуса с коннекторами содержит выступы, расположенные в средней части передней и задней стенки корпуса с его наружной стороны, а крепежная часть содержит ответные пазы, расположенные с ее внутренней стороны, для герметичного соединения частей между собой.
Часть корпуса с коннекторами и крепежная часть корпуса выполнены с эллипсообразной формой поперечного сечения, соответствующей форме поперечного сечения коннектора маски для подводного плавания, при этом внутренние диаметры крепежной части соответствуют наружным диаметрам коннектора маски и наружным диаметрам части корпуса с коннекторами для их плотного соединения между собой.
Переходник содержит выемку с внутренней стороны крепежной части для фиксации в ней выступа коннектора маски при креплении переходника на маске.
Переходник выполнен из полиэтилентерефталатгликоля посредством технологии 3D-печати с последующей постобработкой раствором-пластификатором.
Конструкция переходника обеспечивает его надежное герметичное соединение с любыми бактериально-вирусными фильтрами и полнолицевой маской для подводного плавания, при поступлении достаточного для свободного дыхания объема воздуха при работе врача в интенсивном режиме и при этом не утяжеляет переходник и не является громоздкой и неудобной в использовании. Выполнение корпуса из двух частей обеспечивает надежность его крепления к маске и возможность замены крепежной части в процессе сборки и эксплуатации.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг. 1, 2 представлен общий вид переходника в разобранном виде в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом осуществления; на Фиг.3 - вид спереди переходника, показанного на Фиг. 1; на Фиг. 4 – вертикальное продольное сечение переходника на Фиг.3 по плоскости симметрии; на Фиг. 5 – поперечное сечение переходника, которое выполнено по линии А-А на Фиг. 4; на Фиг.6 – вертикальное поперечное сечение переходника на Фиг.3 по плоскости симметрии; на Фиг.7 – общий вид маски для подводного плавания фирмы Easybreath, к которой может быть осуществлено крепление переходника; на Фиг.8, 9 – соединительная часть маски для подводного плавания на Фиг.7 (узел крепления дыхательной трубки); на Фиг.10 – пример бактериально-вирусного фильтра, присоединяемого к переходнику.
Позициями на чертежах обозначены:
1 – верхняя часть переходника (основа); 2 – нижняя (крепежная) часть переходника; 3 – коннектор переходника для соединения с внешним бактериально-вирусный фильтром; 4 – бактериально-вирусный фильтр; 5 – коннектор бактериально-вирусного фильтра; 6 – маска для подводного плавания Easybreath (Tribord); 7 –  соединительная часть маски 6 для подводного плавания (коннектор маски для соединения с переходником, в качестве которого выступает узел крепления дыхательной трубки к маске); 8 - выступы с наружной стороны основы 1 переходника для соединения с крепежной частью 2; 9 – ответные пазы в крепежной части для соединения с выступами 8; 10 – выступ соединительной части 7 маски  (коннектора маски); 11 – выемка с внутренней стороны крепежной части 2 для фиксации переходника на маске.
Осуществление полезной модели
°
Предлагаемый переходник представляет собой герметичный уплощенный корпус, состоящий из верхней части 1 (основы) и нижней крепежной части 2 (Фиг.1, 2), которые выполнены с возможностью их герметичного соединения между собой с образованием общей внутренней полости. При этом верхняя часть 1 корпуса снабжена двумя коннекторами 3 для соединения с коннекторами 5 бактериально-вирусных фильтров 4. Коннекторы 3 выполнены в виде патрубковых элементов как одно целое с корпусом переходника и расположены под углом друг к другу симметрично относительно центральной оси корпуса, образуя Y-образную форму с корпусом. При этом угол, образованный осями симметрии двух коннекторов 3, составляет не менее 60, что позволяет разместить на переходнике фильтры различных типоразмеров (от 4 до 10 см).
Нижняя крепежная часть 2 переходника предназначена для ее фиксации на соединительной части 7 (коннекторе) маски для подводного плавания 6 вместо дыхательной трубки (в зоне соединения маски с дыхательной трубкой). В качестве маски используют полнолицевую маску для снорклинга с силиконовой уплотнительной манжетой в области посадочной зоны маски, преимущественно, с округлой формой посадочной зоны, например, маски Easybreath, Linnberg, Bradex (Фиг.7).
С внешней стороны коннекторы 3 переходника выполнены в форме усеченного конуса, расширяющегося по направлению к нижней части корпуса, с обеспечением плотного механического контакта наружной поверхности коннектора 3 переходника с внутренней поверхностью коннектора 5 фильтра при его соединении с переходником. Диаметр наружной поверхности усеченного конуса (внешний диаметр посадочной зоны крепления переходник-фильтр) составляет от 15,4 мм (в его узкой части) до 16 мм (в его широкой части), с допустимым отклонением до 5% (Фиг.3). Высота коннектора может составлять от 15 мм до 20 мм. Внутренняя поверхность коннектора 3 может быть выполнена конической или цилиндрической формы, при этом толщина стенки может быть постоянной или составлять от 1,5 мм в дистальной части до 2 мм в области сопряжения с корпусом (слияния двух коннекторов). В качестве фильтров используют бактериально-вирусные фильтры, в т.ч. используемые в дыхательном контуре аппарата искусственной вентиляции легких (Covidien, Portex, Apexmed, GVS и др). Бактериально-вирусные фильтры имеют единый стандартизированный у всех производителей внутренний диаметр коннектора (универсальный посадочный размер 15 мм) для обеспечения соединения с различными аппаратами искусственной вентиляции легких.
Переходник снабжен замком, обеспечивающим соединение частей 1 и 2 между собой. Замок может представлять собой два выступа 8, выполненных с наружной стороны основы 1 и ответные пазы 9 в крепежной части, в которые входят выступы при соединении частей 1 и 2 между собой (Фиг.6). Выступы 4 могут быть выполнены треугольной формы и расположены в средней части передней и задней стенок переходника ближе к крепежной части, например, на расстоянии 3-5 мм от края основной части 1 (Фиг.1,2). При этом крепежная часть 2 выполнена в виде профилированного трубчатого элемента с поперечным сечением, форма и размер которого позволяет надежно соединить его с основой 1 переходника и присоединить его к коннектору 7 маски (вместо дыхательной трубки). Для этого крепежная часть 2 выполнена с формой поперечного сечения, соответствующей форме поперечного сечения коннектора 7 маски и форме поперечного сечения основы 1 (Фиг.5), и с внутренними размерами, соответствующими наружным размерам коннектора 7 маски и наружным размерам основы 1 в зоне соединения частей 1 и 2 для их плотного соединения (Фиг.4). Крепежная часть 2 переходника также снабжена двумя фигурными выступами в области соединения с маской, расположение и форма которых соответствует углублениям, выполненным на коннекторе 7 маски, при этом один из выступов снабжен выемкой 11 (Фиг.2, 6), по форме и расположению соответствующей выступу 10 коннектора 7 маски, для фиксации переходника на маске. Коннектор маски может быть снабжен ограничением-упором, по глубине соответствующим посадочной зоне переходника.
Перед использованием осуществляют сборку переходника, для чего состыковывают верхнюю 1 и нижнюю 2 части переходника в соответствии с указательными стрелками на Фиг.1, при этом выступы 8 входят в пазы 9 с внутренней стороны крепежной части переходника. После соединения частей допускается небольшой люфт. Затем собранный переходник закрепляют на соединительной части 7 маски, при этом выступ 10 фиксируют в выемке 11. После закрепления переходника на маске, к коннекторам 3 присоединяют фильтры 4. Разборку переходника производят в обратном порядке. Перед использованием проверяют правильное прилегание маски к лицу и герметичность всех стыков.
Предлагаемый переходник может быть изготовлен из полиэтилентерефталата, в частности, полиэтилентерефталатгликоля (PETG), преимущественно, посредством технологии 3D-печати с последующей постобработкой раствором-пластификатором (например, хлористый метилен), а также любым другим известным из уровня техники методом, например, штамповкой, литьем, с использованием других подходящих материалов. Постобработка материала переходника PETG раствором-пластификатором дополнительно придает ему упругие свойства, повышая прочность и герметичность изделия.
Пример конкретного выполнения.
°
На 3D-принтере из PETG был изготовлен переходник (Фиг.1) для полнолицевой маски Easybreath, имеющей эллипсообразную форму соединительной части 7 с внутренними диаметрами 45,2 мм и 19,2 мм (Фиг.8,9). Основа 1 и крепежная часть 2 переходника также имели эллипсообразную форму поперечного сечения. При этом наружные диаметры крепежной части корпуса составляли 52,2 мм и 29,2 мм (Фиг.4, 6), внутренние диаметры основы 1 составляли 45,2 мм и 19,2 мм (Фиг.5). Высота основы 1 составляла 58,9 мм, высота крепежной части 2 – 16 мм, максимальная ширина переходника между крайними точками двух коннекторов 3 составляла 79,6 мм (Фиг.4). Коннекторы были выполнены высотой 15 мм и расположены под углом 60 друг к другу. Толщина стенки основы корпуса и коннекторов составляла 1,6 мм. Было проведено тестирование созданного переходника на герметичность, которое показало герметичность соединения «фильтр-переходник» и «переходник-маска» при нагнетании воздуха до 2,5 Атм. В процессе эксплуатации переходника в течение 6 часов обеспечивалось свободное движение потока воздуха через коннекторы при вдохе-выдохе, при этом переходник был удобным в использовании за счет небольших габаритов и массы (28 гр.).
Предлагаемый переходник может использоваться для всех типов фильтров. В большинстве известных решений переходников посадочной зоной крепления переходник-фильтр выбран наружный контур, который имеет разный диаметр в зависимости от производителя фильтра. Полезная модель позволяет применять для соединения единый стандартизированный у всех производителей внутренний диаметр. Коническая форма посадочных зон с разницей 0,6 мм позволяет надежно закрепить фильтры на переходнике. Дополнительную герметичность в зоне переходник-маска создает силиконовая манжета в области посадочной зоны маски.