Устройство для очистки воздуха

Устройство для очистки воздуха относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от воздействия вредных факторов окружающей среды, насыщенной болезнетворными бактериями, вирусами и другими патогенными микробами и может найти применение в случаях пандемии.
Известен карманный респиратор (устройство для очистки воздуха), патент РФ 2180252, опубликованный 10.03.2002 г.
Устройство для очистки воздуха состоит из полой трубки, концы которой вставлены в носовые полости человека (катетера) и он выполнен из гибкого и достаточно упругого материала. Полая трубка (катетер) имеет корпус с каналом для подачи воздуха и отверстия для забора наружного воздуха. При этом каждый конец полой трубки (отвод) расположен на проксимальном конце катетера, вставлен в носовое отверстие и снабжен насадкой (манжетой) для обеспечения плотного контакта с носовой полостью человека. Манжеты должны исключать возможность попадания патогенных микробов между манжетой и стенкой носового отверстия человека. В канале катетера помещен фильтр (фильтрующий блок), предназначенный для очистки воздуха от патогенных микробов.
Недостатком этого устройства является низкая эффективность защиты от патогенных микробов и затрудненность выполнения акта вдоха.
3
Низкая эффективность защиты заключается в том, что источником патогенных микробов является рот другого человека и при простом общении максимальное количество патогенных организмов находятся в месте расположения заборного отверстия наружного воздуха. Затрудненность выполнения акта вдоха заключается в том, что при вдохе человеку необходимо примерно 500 см воздуха. Вдыхать его через фильтр на протяжении длительного времени трудоемкая процедура, вызывающая усталость и снижающая эффективность работы человека.
Задачей технического решения является повышение защиты человека от патогенных микробов и упрощение акта вдоха при использовании устройства для очистки воздуха.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для очистки воздуха включает катетер с корпусом и каналом для подвода воздуха. На проксимальном конце катетера закреплены два полых отвода с манжетами, а дистальный конец катетера и канал в нем соединены с блоком фильтрации. Причем в катетере между его проксимальным и дистальным концами размещена аккумулирующая емкость, которая имеет возможность изменять свой объем при изменении давления в канале катетера. Полость аккумулирующей емкости имеет сообщение с каналом на проксимальном конце катетера и с каналом на дистальном конце катетера. Полость каждого отвода имеет сообщение с каналом катетера. Аккумулирующая емкость включает основание, крышку и стенку, которая соединяет крышку с основанием и образует замкнутую полость, которая сообщается с каналами в проксимальном и дистальном концах катетера. Стенка аккумулирующей емкости выполнена гофрированной. Гофры расположены не перпендикулярно основанию и крышке, а между основанием и крышкой установлена пружина.
Техническое решение поясняется чертежами, где:
на Фиг. 1 - общий вид устройства для очистки воздуха.
на Фиг. 2 - осевое сечение устройства для очистки воздуха Фиг. 1 в вертикальной плоскости.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - корпус катетера;
2 - канал на проксимальном конце катетера;
3 - отводы;
4 - полость в отводе;
5 - манжета;
6 - аккумулирующая емкость;
7 - полость аккумулирующей емкости;
8 - дистальный конец катетера;
9 - блок фильтрации;
10 - канал на дистальном конце катетера;
11 - основание аккумулирующей емкости;
12 - крышка аккумулирующей емкости;
13 - стенка аккумулирующей емкости;
14 - пружина;
Устройство для очистки воздуха работает следующим образом.
При необходимости очистки воздушной среды для дыхания от патогенных микробов, два полых отвода 3 снабженные манжетами 5 устанавливают в носовые полости (носовые полости на чертежах не показаны). Каждая манжета 5 обеспечивает исключение зазора между полым отводом 3 и носовым отверстием. При вдохе очищенный воздух, прошедший через блок фильтрации 9, по каналу 10 дистального конца катетера 8, через аккумулирующую емкость 6, по каналу 2 проксимального конца катетера и полые отводы 3 поступает в легкие (легкие на чертежах не показаны).
При выполнении акта вдоха воздуха в канале 2 на проксимальном конце катетера возникает разряжение и в него поступает очищенный воздух из аккумулирующей емкости 6. При уменьшении давления в аккумулирующей емкости 6 ее крышка 12 приближается к основанию 11, гофрированная стена 13 деформируется. Ее высота уменьшается, уменьшается. Уменьшается и объем аккумулирующей емкости. Очищенный воздух попадает в легкие человека в достаточном объеме для дыхания.
Человек осуществляет выдох через прикрытую ротовую полость.
Время выдоха примерно такое же, как и время вдоха. В момент начала выдоха легкие перестают понижать давление в канале 2 катетера. В это время давление в канале 2 и аккумулирующей емкости 6 меньше атмосферного. За счет упругих свойств гофрированной стенки 13 аккумулирующей емкости 6, высота гофрированной стенки увеличивается до первоначальной. Аккумулирующая емкость заполняется новой порцией очищенного воздуха прошедшего через блок фильтрации 9 и канал 10. Наличие пружины 14 позволяет ускорить заполнение аккумулирующей емкости новой порцией очищенного воздуха. Давление в катетере выравнивается до атмосферного и устройство для очистки воздуха готово к новому циклу работы.
В дальнейшем все повторяется.
Наличие в устройстве для очистки воздуха аккумулирующей емкости позволяет снизить трудоемкость вдоха через фильтр, а наполнение аккумулирующей емкости новой порцией очищенного воздуха осуществляется в момент выдоха человека автоматически от атмосферного давления.
Что касается технического исполнения:
- фильтрующий блок может выполняться мобильным или стационарным, иметь несколько степеней очистки, включать механическую, водную, масляную электростатическую ионизацию частиц и другие способы очистки воздуха или их совместное использование;
- катетер может выполняться как единый элемент, включающий проксимальную его часть, аккумулирующую емкость и дистальную его часть, или выполнятся из отдельных частей и быть соединенным в единую конструкцию.
- для изготовления устройства для очистки воздуха могут быть использованы материалы на основе резины, латекса, силикона, поливинилхлорида, металла и других материалов или их сочетания и иметь необходимые покрытия; покрытия могут способствовать уменьшению патогенных микроорганизмов во вдыхаемом воздухе;
- манжеты могут надеваться на полые отводы или быть отлиты совместно с отводами, или жестко прикреплены к ним;
- аккумулирующая емкость может быть расположена ближе к проксимальному концу катетера, это облегчит дыхание или смещена к его дистальному концу по требованиям дизайна.