Устройство для дыхательных упражнений

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЫХАТЕЛЬНЫХ УПРАЖНЕНИЙ
Полезная модель отноеитея к тренировочным уетройствам, предназначенным для улучшения функции дыхания, и может быть использована как в медицине, например, в лечебной физкультуре, так и в физическом воспитании, например, для развития выносливости к задержке дыхания у спортсменов-подводников.
Известен «Аппарат сопротивления выдоху для улучшения лёгочной вентиляции 1. Он содержит первую часть трубчатой формы, в которой предусмотрено одно воздушное входное отверстие, в которое может выдыхать пациент, и вторую часть, содержащую канал выпуска конической формы, причём ось указанного канала наклонена вверх по отношению к первой части корпуса под углом, меньшим 90 градусов. Шарик размешен в канале для его перекрытия перед выдохом. Во время выдоха шарик перемеш ается по внутренней стенке конического канала, всё это создаёт возможность получения эффекта перкуссии при выдохе. Аппарат содержит также крышку, содержащую отверстия, один из размеров которых меньше диаметра шарика.
Недостаток данного устройства - большой расход выдыхаемого через него воздуха. Следствием лёгочных болезней особенно астмы является затруднённое дыхание. Для тех, кто страдает лёгочными заболеваниями, желательно применять дыхательные тренажёры, обеспечивающие эффект перкуссии и малый расход выдыхаемого воздуха.
Другой недостаток, уменьшающий оздоровительно-тренировочные свойства дыхательных упражнений, состоит в неполном перекрывании шариком канала выпуска выдыхаемого воздуха, что снижает эффект перкуссии. Это происходит потому, что шарик, перемешаясь по внутренней стенке конического канала, перекатывается по нему. Т. е. он совершает не
МПК: А 61 Н 31/02 А 63 В 23/18
только возвратно-поступательное движение, но ещё и вращательное движение. Вращающийся шарик не может мгновенно перекрыть канал выпуска конической формы, подобно тому, как не может мгновенно нлашмя упасть на пол катящийся по нему гимнастический . Катящийся обруч, свалившись на пол, будет некоторое время совершать затухающие колебания-перекатывания над поверхностью пола до тех пор, пока полностью ни рассеется энергия его вращения. В процессе работы «Аппарата сопротивлению выдоху для улучшения лёгочной вентиляции шарик практически никогда не останавливается, а воздушный канал полностью не перекрывается.
Ещё один недостаток рассматриваемого устройства - отсутствие регулировки частоты вибрации, возникающей при выдохе через него. Известно, что тренировочное вибрационное воздействие наиболее эффективно нри определённой частоте, находящейся в зоне биомеханического резонанса ( Гц). 2, с.26, с.33-34 . Оптимальная частота вибровоздействия (биомеханическая стимуляция по Назарову В.Т. 3) обеспечивает оптимальный тренировочный режим.
Известно «Устройство для дыхательных упражнений 4, в котором дыхательная трубка сообщена с корпусом обратного клапана. Корпус снабжён средством для изменения его внутреннего объёма, вынолненным в виде съёмной эластичной мембраны, установленной со стороны открытого торца корпуса. Регулятор сонротивлению дыханию выполнен в виде регулируемого дросселя, закреплённого на корпусе. В корпусе выполнено седло с запорным элементом.
Это устройство обеспечивает выполнение длительного непрерывного выдоха с эффектом перкуссии при малом расходе воздуха, а также регулировку частоты вибрации и регулировку расхода выдыхаемого воздуха.
.с
ных упражнений 4 наиболее близко к предложению и выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является, как и у рассмотренного выше аналога, неплотное перекрывание шариком воздухопровода и соответственно ослабление эффекта перкуссии, что проявляется в не звонкой работе устройства.  (даже незначительно) шарик закатывается в седло клапана по спирали. При быстротечности колебательного движения шарика оп, оггускаясь вниз, не усневает закрывать до конца выходное отверстие в обратном клапане до начала своего перемеш ения вверх.
Другим недостатком прототипа является неудобство в пользовании данным устройством из-за выступающего за пределы корпуса обратного клапана регулятора сопротивления дыханию. Регулятор выполнен в виде дросселя, состоящего из трубки с резиновым колпачком, который выступает из корпуса обратного ютапана в сторону на расстояние, сравнимое с толпщной корпуса. Эта трубка мешает захватывать рукой дыхательный тренажёр, создаёт неудобство при его переноске, например, в кармане.
Ещё одно неудобство в нользовании состоит в том, что регулировка сопротивлению дыханию осуществляется не плавно, а дискретно или ступенчато, в зависимости от количества закрываемых колпачком отверстий имеющихся в трубке дросселя. Кроме того, выступающая наружу трубка дросселя может быть причиной травм, особенно в занятиях с детьми, склонными шалить.
В варианте конструктивного решения прототипа расход воздуха регулируется дросселем с помощью съёмных грузов, которые укладываются на кольцевую полку, на которой закреплена мембрана, и прижимают силой своего веса мембрану к выходному отверстию обратного кланана. Этот вариант конструктивного решения тоже неудобен в пользовании. Нельзя касаться рукой во время выдоха кольцевой полки и съёмного груза, выст пающего за пределы корпуса. Иначе будет нарушаться установленный режим работы устройства, будут изменяться выбранные для тренировки сила сопротивления выдоху, расход выдыхаемого воздуха и частота колебаний выдыхаемого воздуха. Во время выдоха в тренажёр его корпус необходимо держать строго вертикально. Отклонения от вертикали будут уменьшать силу давления мембраны на корпус, и нарушать установленный режим работы устройства. Вследствие этого занимающийся не может полностью сосредоточить своё внимание на самом упражнении, необходимо ещё следить за вышеназванными условиями выполнения упражнения. Неудобства в пользовании состоят также в том, что для хранения и переноски устройства необходимы отдельные места для корпуса обратного клапана, для мембраны с кольцевой полкой и для съёмных фузов. Необходимость иметь несколько разных по весу съёмных грузов также усложняет обращение с устройством и тем самым создаёт неудобства пользователю. Данное устройство нельзя переворачивать, не прижимая мембрану к корпусу обратного клапана, иначе мембрана с кольцевой полкой, съёмный груз и шарик отделяться от корпуса тренажёра и упадут.
Перечисленные недостатки снижают эффективность дыхательных упражнений, выполняемых с помощью прототипа.
По мнению учёных, эффективность тренировочных упражнений, выполняемых с помощью тренажёров, зависит в основном от 2-х обстоятельств. От того, насколько применение тренажёров детерминирует (причинно обуславливает) достижение тренировочного результата, и от так называемых сбивающих факторов - условий, мешающих выполнению тренировочных упражнений. 5, с. 37. В нашем случае причинами, непосредственно обеспечивающими тренировочные и оздоровительные результаты, являются технические возможности дыхательного тренажёра создавать при выполнении упражнения вибрацию в лёгких и эффект перкуссии (звонкий стук шарика по седлу обратного клапана), а также регулировать частоту вибрации и делать малым или медленным расход выдыхаемого воздуха. А сбивающими факторами являются выше перечисленные неудобства в пользовании дыхательным тренажёром.
.co Техническим результатом предлагаемой полезной модели является
улучшение эффекта перкуссии, упрощение конструкции, обеспечение плавной регулировки расхода воздуха и соответственно плавной регулировки сопротивления дыханию, устранение неудобств в пользовании, что в комплексе обеспечивает повышение эффективности дыхательных утгражнений.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для дыхательных упражнений, содержащем соединённые дыхательную трубку, обратный клапан, имеющий запорный элемент в виде щарика, размещённого в седле корпуса обратного клапана; ёмкость с изменяемым объёмом её рабочей полости, образованной эластичной мембраной, выполненной в виде резинового стакана, установленного на корпусе обратного клапана с возможностью фиксированного осевого перемещения относительно сопрягаемой с ним боковой поверхности; и регулятор сопротивления дыханию, выполненный в виде регулируемого дросселя; седло обратного клапана выполнено в виде жёлоба, поверхность которого полностью соприкасается с поверхностью щарика и составляет в ширину 1/7 ч- 1/3 диаметра шарика; а регулируемый дроссель выполнен в виде имеющейся на наружной боковой поверхности обратного кланана канавки, площадь поперечного сечения которой равномерно уменьшается в осевом направлении корпуса обратного клапана со стороны его выходного отверстия, и которая частично накрыта резиновым стаканом, выполненным с возможностью его подворачивания на сопрягаемой с ним боковой поверхности обратного клапана.
На фиг. 1 представлено устройство для дыхательных упражнений в продольном разрезе, вид спереди.
На фиг. 2 нредставлено устройство для дыхательных упражнений, вид сверху. (Резиновый стакан на фиг. 2 не показан)
Л€..вО
5
в целом устройство работает следующим образом: перед выполнением упражнения устройство захватывается рукой так, чтобы корпус обратного клапана 2 принимал вертикальное положение. Вдохнув воздух обычным образом, занимающийся выдыхает его в дыхательную трубку 1. В начальный момент выдоха шарик 3 (запорный элемент клапана 2) не пропускает воздух через клапан 2. Дыхательные мышцы, напрягаясь, повышают давление выдыхаемого воздуха до величины, достаточной для смещения шарика 3 вверх и открывания клапана 2.
Выдыхаемый воздух поступает из дыхательной трубки 1 во внутреннюю полость резинового стакана 4, повышает давление в ней и растягивает стакан, увеличивая объём его внутренней полости. Давление повышается потому, что скорость наполнения воздухом полости резинового стакана 4 превышает скорость его стравливания через канавку 5, выполняющую функцию воздухопровода регулируемого дросселя. Когда давление воздуха в дыхательной трубке 1 и полости стакана 4 сравниваются, шарик 3 смещается вниз под действием силы собственного веса и закрывает клапан 2.
При закрытом клапане 2 воздух из внутренней полости резинового стакана 4 продолжает стравливаться в атмосферу через канавку 5 за счёт упругих сил резинового стакана 4, растянутого сжатым воздухом. Давление воздуха в полости резинового стакана 4 уменьшается до тех пор, пока разность давлений воздуха в полости стакана 4 и дыхательной трубке 1 ни станет достаточной для открывания клапана 2 выдыхаемым воздухом путём смещения шарика 3 вверх.
С этого момента времени работа устройства повторяется, и клапан 2 открывает и закрывает дыхательную трубку 1 в автоматическом режиме.
Выдыхаемый воздух проходит через устройство дискретно. При закрытом клапане 2 давление воздуха в лёгких повышается. При открытом клапане 2 - понижается. Переменное давление воздуха в лёгких обеспечивает вибрационное воздействие на них.
Перкуссия (звонкое стучание шарика по седлу обратного клапана)
оказывает дополнительное вибрационное воздействие на лёгкие посредством звуковой волны. Выполнение седла обратного клапана в виде жёлоба 6, охватывающего шарик не по круговой линии, как у прототипа, а по плоскости жёлоба, значительно улучшает эффект перкуссии. Этот факт установлен нами эмпирическим путём.
Регулятор переменного сопротивления дыханию работает следующим образом, для уменьшения расхода выдыхаемого воздуха и соответственно увеличения сопротивления дыханию резиновый стакан 4 глубже одевается в натяг на корпус обратного клапана 2. При этом выходное отверстие дросселя, образуемое канавкой 5 и стаканом 4, уменьшается, а сопротивление выдоху увеличивается. Уменьшение глубины установки стакана 4 на корпусе обратного клапана 2 увеличивает выходное отверстие дросселя.
Изменение глубины установки стакана 4 на корпусе обратного клапана 2 возможно и без осевого перемещения резинового стакана 4 относительно боковой поверхности корпуса 2. Для этого перед натягиванием стакана 4 на корпус 2 надеваемый конец стакана 4 подворачивается наружу. Для уменьшения расхода выдыхаемого воздуха подвёрнутый конец резинового стакана 4 раскатывается (разворачивается) по корпусу 2 в сторону дыхательной трубки 1 и уменьшает выходное дроссельное отверстие 5. Закатывание (подворачивание) по корпусу 2 конца резинового стакана 4 в противоположную сторону от дыхательной трубки 1 увеличивает дроссельное отверстие 5 и соответственно увеличивает расход выдыхаемого воздуха и уменьшает сопротивление выдоху.
Регулировка расхода выдыхаемого воздуха при подворачивании и разворачивании резинового стакана 4 на корпусе обратного клапана 2 осуществляется плавно.
7
что у детей, применявших данный тренажёр, за 4 месяца занятий выносливость к задержке дыхания увеличилась в среднем в 2 раза. Результаты наблюдений нредставлены в таблицах и графиках.
Результаты педагогических иаблюдеиий
Результаты развития выносливости к задержке дыхания на вдохе у детей, занимавшихся с дыхательным тренажёром не менее 3-х месяцев
Таблица 1
Среднее время (сек.) задержки дыхания на вдохе у дошкольников и младших школьников
Таблица 2 дош
Графики развития выносливости к задержке дыхания у кольников и младших школьников без применения дыхательного тренажёра и с применением его
40 30
20 10
естественный прирост выносливости с 4-х до 8,5 лет (средние значения)
- развитие выносливости у Коновалова Дениса за 4 месяца занятий дыхательной гимнастикой с применением дыхательного тренажёра
Для сравнения можно отметить, что естественным образом выносливость к задержке дыхания увеличивается в 2 раза у детей за 3 года. Применение предложения позволяет многократно ( в 10 и более раз) ускорить развитие выносливости к задержке дыхания. Аналогичные результаты были получены и в занятиях с взрослыми.
89
Годы
способствует, по пашим наблюдениям, значительному ул шению здоровья. В качестве примера не только тренировочного, но ещё и оздоровительного эффекта применения полезной модели, приводится несколько анкет, заполненных участниками наблюдений.
1.Ф.И. О.У-к Дмитрий Константинович
2.День, месяц и годроУ1сдения 9 ноября 1988 г.
3.Диагноз, срок болезнибронхиальная астма. 8 лет.
4.Как применя1ся тренажёр Какие были отклонения от авторской методики и почему
Тренажёр применялся согласно Вашим рекомендациям в течение нолугода. Улучшения наступили через 3-4 месяца.
5.Какие изменения произошли с тем, кто применял дыхательный тренажёр за 3 месяца занятий: насколько увеличилась длительность рекордного выдоха Какие изменения в состоянии здоровья, происшедшие за это время. Вы связываете с применением оздоровительно-тренировочной методики
За прошедший год пользования Вашим тренажёром мы полностью отказались от лекарств и всех «пшиколок. В данное время 8 класс заканчиваем посещением общеобразовательной школы. До 8 класса, до пользования аппаратом были на домашнем обучении. Состояние здоровья улучшилось на 100 %. В настоящее время «трещоткой (тренажёром, З.В.) не пользуемся, но она постоянно лежит под подушкой. Очень Вам благодарны, и дай бог Вам здоровья, что вылечили моего внука. С уважением, Раиса Фоминична.
6.Ф.И.О. заполнившего анкету: У-к Раиса Фоминична.
Замечу, что дыхательный тренажёр конструкции прототипа ребёнок под подушкой не стал бы хранить, так как он мог бы испортить наволочку подушки.
,/
АН КЕТА Хо 1
АНКЕТА № 2
3.Диагноз, срок болезнибронхиальная астма, 10 лет.
4.Как применялся тренаокёр Какие были отклонения от авторской методики и почему
Тренажёр применялея по вашей методике в течение 6 месяцев. Улучшение наетупило на 4-й месяц занятий.
5.Какие изменения произойти с тем, кто применял дыхательный тренажёр за 3 месяца занятий: насколько увеличилась длительность рекордного выдоха Какие изменения в состоянии здоровья, происшедшие за это время. Вы связываете с применением оздоровительно-тренировочной методики
За прошедший период пользования Вашим тренажёром ( с мая 2002 г.) я отказалась от лекарств и от различных аэрозолей. Начиная с августа 2002г. я не брала больничный лист. Моё здоровье намного улучшилось. Если я простужаюсь, болею не продолжительно с небольшим кашлем и без осложнений. Для меня это большой результат. Очень Вам благодарна за то, что вы помогли возвратить мне здоровье. С большим уважением к Вам. Алсу. 6. Ф.И.О. заполнившего анкету: Г-а Алсу Хабибзяновна.
1.Ф.И.О. Я-я Света
2.День, месяц и годролсдения 27.03.1987 г.
3.Диагноз, срок болезни Бронхиальная астма с 1999 года (с августа). У дочери в
2000 году были обнаружены аденоиды, причём уже проросшие в сл ховые проходы. Плюс к этому аллергический ринит.
4.Как применялся тренажёр Какие были отклонения от авторской методики и почему
За 2001-2002 год прошла 3 курса с дыхательным тренажёром (один курс - 3 месяца, З.В.). Выполняли всё строго по методике В.Г.Заикина.
5.Какие изменения произойти с тем, кто щтменял дыхательный тренажёр за 3 месяца занятий: насколько увеличилась длительность рекордного выдоха Какие изменения в состоянии здоровья, пр(П1Сшедшие за это время. Вы связываете с применением оздоровительно-тренировочной методики
У девочки уменьшились аденоиды до нормы, врачи операцию отменили. 1999-2000 г. - тяжёлая форма астмы. 2000-2002 г. - средней тяжести. За время лечения дыхательным тренажёром рекордный выдох увеличился с 10 до 30 сек. 6 Ф.И.О. заполнившего анкету: Я-я Екатерина Михайловна.
11
АНКЕТА оЗ Примечание: одна тренировка соетоит из 5 выдохов в тренажёр. Один из
них ечитается рекордным: занимающийся старается делать непрерывный выдох как можно дольше.
По нашему мнению, движения человека нревраш аются в упражнения тогда, когда с их номош:ью удаётся реализовать закономерности тренировки и оздоровления.
Предложение позволяет одновременно реализовывать несколько закономерностей тренировки и оздоровления. Закономерности биомеханической стимуляции обеспечивают эффективного тренировку дыхательных мышц. Улучшенный эффект перкуссии, обеспечивает физиологический массаж лёгких. Устранение неудобств в нользовании позволяет полнее реализовывать дидактический принцип доступности.
Кроме оздоровительно-тренировочных эффектов предложение обладает и экономическим эффектом. Размеш,ение регулируемого дросселя не на корпусе, а в корпусе обратного клапана кроме повышения удобства в пользовании упрощает конструкцию. Вместо 7 деталей, из которых состоит прототип (дыхательная трубка, корпус обратного клапана, шарик, резиновый стакан, трубка дросселя и эластичный колпачок), в предложении имеется только 5 деталей. Нет трубки дросселя и эластичного колпачка. А канавка 5, как и жёлоб 6 представляют собой конструктивные особенности корпуса обратного клапана 2. Соответственно упрощается и технология изготовления предложения по сравнению с прототипом, значительно снижается себестоимость.
12
Автор:  Заикин В.Г.