Портативное (мобильное) переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха (варианты)
PORTABLE (MOBILE) PORTABLE DEVICE FOR HEATING INHALED AIR (OPTIONS)

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к индивидуальным дыхательным устройствам, предназначенным для защиты органов дыхания от холода, а также для лечения и профилактики различных заболеваний, связанных, в частности с органами дыхания человека.
Механические аппараты подогрева вдыхаемого воздуха формируют поток воздуха, чтобы обеспечивать поддержку дыхания пациента в виде назначенной терапии. Эту терапию применяют посредством различных устройств взаимодействия, которые присоединены к пациенту в виде, например носовой маски, полнолицевой маски и пр.
Повышение температуры - это защитная реакция организма. В это время возрастает скорость биохимических реакций - при повышении температуры всего на 1 градус (с 36,6 до 37,6) эта скорость увеличивается в 10 раз. Быстрее образуются защитные антитела, быстрее утилизируются продукты обмена веществ, и тем самым человеческий организм более эффективно борется с нарушениями, вызвавшими повышение температуры. Так как чаще всего повышение температуры вызывается какой-либо инфекцией, по своей эволюционно-биологической сущности этот процесс следует рассматривать как меру защиты от инфекционных возбудителей.
В связи с этим целью предложенного изобретения является обеспечение и поддержание той температуры вдыхаемого воздуха на портативном переносном устройстве подогрева вдыхаемого воздуха, которую организм считает оптимальной при определенных обстоятельствах в период обострения заболеваний, в пределах разумных величин, не подвергающих риску осложнений (как правило 35,5-39,5 градусов).
Из уровня техники известен патент RU 2753030 С1, 11.08.2021, раскрывающий защитную маску с теплообменником, содержащую лицевую часть с клапаном вдоха и клапаном выдоха, выполненную с возможностью плотного прилегания к лицу пользователя и закрывающую нос и рот пользователя, узел фиксации маски на голове в виде лямок, фильтрующий элемент, шлем, где шлем является теплообменником и выполнен трехслойным с, как минимум, двумя полостями, образованными между слоями: для вдыхаемого воздуха и для выдыхаемого воздуха, полость вдыхаемого воздуха имеет, как минимум, одно отверстие для вдоха и выполнена с возможностью прогрева воздуха от естественной температуры головы человека и от температуры выдыхаемого воздуха, полость выдыхаемого воздуха имеет, как минимум, одно отверстие для выдоха, полости имеют также, как минимум, по одному отверстию, в которые установлены трубки вдоха и выдоха, соединенные соответственно с клапанами вдоха и выдоха, отверстие вдоха оснащено фильтром.
Недостатком данного решения является невозможность контролировать, задавать и изменять температуру подачи воздуха в зависимости от температуры человека и невозможность ее точной регулировки во времени.
Из уровня техники известен патент, выбранный в качестве прототипа RU 199823 U1, 21.09.2020, раскрывающий устройство для лечения и профилактики вирусных заболеваний, включающее в себя баллон с кислородо-гелиевой смесью, снабженный редуктором, соединенный с маской соединительной трубкой через нагревательный элемент, снабженный защитным кожухом и способный обеспечить температуру газового потока до 120°С и небулайзер.
Недостатком данного решения является невозможность контролировать, задавать и изменять температуру подачи воздуха в зависимости от температуры человека и невозможность ее точной регулировки во времени.
В основу данного изобретения поставлена задача разработать конструкцию портативного переносного устройства подогрева вдыхаемого воздуха, устраняющую указанные недостатки известных устройств, и обеспечивающую подогрев вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.
Техническим результатом является обеспечение точности подогрева воздуха портативным переносным устройством в режиме реального времени, в зависимости от текущей температуры тела человека.
Данный технический результат по первому варианту достигается тем, что портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха, включает контроллер, содержащий блок управления температурой и регулятор скорости вращения вентилятора,
воздушный трубопровод с входным и выходным отверстием, включающий нагревательный элемент, а также вентилятор для нагнетания воздуха, размещенный на конце его входного отверстия, датчик температуры вдыхаемого воздуха, размещенный на конце выходного отверстия внутри воздушного трубопровода,
устройство дополнительно включает датчик температуры тела, выполненный с возможностью его закрепления на теле человека, при этом датчик температуры вдыхаемого воздуха и датчик температуры тела взаимодействуют с контроллером для передачи на него температуры тела и температуры вдыхаемого воздуха, для регулировки температуры вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.
Нагревательный элемент выполнен в виде спирали, проходящей вокруг воздушного трубопровода.
Датчик температуры тела взаимодействует с контроллером по беспроводной связи.
Контроллер выполнен с возможностью проведения его калибровки.
Калибровка контроллера осуществляется при каждом его включении или по временному реле.
Контроллер выполнен с возможностью задания корректирующих температурных данных.
Данный технический результат по второму варианту также достигается тем, что портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха, включает контроллер, содержащий блок управления температурой,
воздушный трубопровод с входным и выходным отверстием, включающий нагревательный элемент, датчик температуры вдыхаемого воздуха, размещенный на конце выходного отверстия внутри воздушного трубопровода, а также маску, закрепленную на конце выходного отверстия, включающую клапан вдоха и клапан выдоха,
устройство дополнительно включает датчик температуры тела, выполненный с возможностью его закрепления на теле человека, при этом датчик температуры вдыхаемого воздуха и датчик температуры тела взаимодействуют с контроллером для передачи на него температуры тела и температуры вдыхаемого воздуха, для регулировки температуры вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.
Нагревательный элемент выполнен в виде спирали, проходящей вокруг воздушного трубопровода.
Датчик температуры тела взаимодействует с контроллером по беспроводной связи.
Контроллер выполнен с возможностью проведения его калибровки.
Калибровка контроллера осуществляется при каждом его включении или по временному реле.
Контроллер выполнен с возможностью задания корректирующих температурных данных.
Данный технический результат по третьему варианту достигается тем, что портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха, включает контроллер, содержащий блок управления температурой и регулятор скорости вращения вентилятора,
воздушный трубопровод с входным и выходным отверстием, включающий нагревательный элемент и вентилятор для нагнетания воздуха, размещенный на конце его входного отверстия, датчик температуры вдыхаемого воздуха, размещенный на конце выходного отверстия внутри воздушного трубопровода, а также маску, закрепленную на конце выходного отверстия, включающую отверстие подачи вдыхаемого воздуха и, по меньшей мере, одно отверстие выдыхаемого воздуха,
устройство дополнительно включает датчик температуры тела, выполненный с возможностью его закрепления на теле человека, при этом датчик температуры вдыхаемого воздуха и датчик температуры тела взаимодействуют с контроллером для передачи на него температуры тела и температуры вдыхаемого воздуха, для регулировки температуры вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.
Нагревательный элемент выполнен в виде спирали, проходящей вокруг воздушного трубопровода.
Датчик температуры тела взаимодействует с контроллером по беспроводной связи.
Контроллер выполнен с возможностью проведения его калибровки.
Калибровка контроллера осуществляется при каждом его включении или по временному реле.
Контроллер выполнен с возможностью задания корректирующих температурных данных.
Далее, предложенное изобретение будет подробно рассмотрено с учетом иллюстрации, где на фиг. 1 представлен общий вид по первому варианту выполнения портативного переносного устройства подогрева вдыхаемого воздуха, на фиг. 2 представлен общий вид по второму варианту выполнения портативного переносного устройства подогрева вдыхаемого воздуха, на фиг. 3 представлен общий вид по третьему варианту выполнения портативного переносного устройства подогрева вдыхаемого воздуха:
1 - контроллер;
2 - блок управления температурой;
3 - регулятор скорости вращения вентилятора;
4 - воздушный трубопровод;
5 - входное отверстие;
6 - выходное отверстие;
7 - нагревательный элемент;
8 - вентилятор;
9 - датчик температуры тела;
10 - маска;
11 - клапан вдоха;
12 - клапан выдоха;
13 - отверстие подачи вдыхаемого воздуха;
14 - отверстие выдыхаемого воздуха;
15 - датчик температуры вдыхаемого воздуха.
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха является устройством, обеспечивающим его использование при перемещении, в движении, то есть является мобильным устройством. Предпочтительно, устройство питается от автономных источников электрического питания (на чертеже не показаны), например аккумулятора, различных типов элементов питания и пр., однако опционально может иметь и сетевой кабель, для подключения к розетке.
Устройство по первому варианту:
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха по первому варианту (фиг. 1) включает контроллер 1, содержащий блок управления 2 температурой и регулятор скорости 3 вращения вентилятора 8. Блок управления 2 температурой включает, как правило, дисплей и органы управления, задающие режим работы контроллера 1 и контролирующие эти параметры.
Воздушный трубопровод 4 выполнен в виде трубы, выполненной преимущественно из материала, способного изгибаться и менять форму при воздействии на нее. Воздушный трубопровод 4 включает входное 5 и выходное 6 отверстие. Воздушный трубопровод 4 также включает нагревательный элемент 7, выполненный в виде спирали, проходящей вокруг воздушного трубопровода снаружи и/или внутри его. Нагревательный элемент 7 может иметь и другое выполнение, например в виде нагревательных пластин.
На конце входного отверстия 5 воздушного трубопровода 4 установлен вентилятор 8 для нагнетания воздуха в упомянутый трубопровод 4.
Устройство по второму варианту:
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха по второму варианту (фиг. 2) включает контроллер 1, содержащий блок управления 2 температурой. Блок управления 2 температурой включает, как правило, дисплей и органы управления, задающие режим работы контроллера 1 и контролирующие эти параметры.
Воздушный трубопровод 4 выполнен в виде трубы, выполненной преимущественно из материала, способного изгибаться и менять форму при воздействии на нее. Воздушный трубопровод 4 включает входное 5 и выходное 6 отверстие. Воздушный трубопровод 4 также включает нагревательный элемент 7, выполненный в виде спирали, проходящей вокруг воздушного трубопровода снаружи и/или внутри его. Нагревательный элемент 7 может иметь и другое выполнение, например в виде нагревательных пластин.
Устройство по второму варианту включает маску 10, закрепленную на конце выходного отверстия 6 и включающую клапан вдоха 11 и клапан выдоха 12 воздуха. Подогретый до нужной температуры воздух по воздушному трубопроводу 4 попадает в маску при его вдыхании пользователем. Отработанный воздух выпускается через клапан выдоха 12.
Устройство по третьему варианту:
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха по третьему варианту (фиг. 3) включает контроллер 1, содержащий блок управления 2 температурой и регулятор скорости 3 вращения вентилятора 8.
Блок управления 2 температурой включает, как правило, дисплей и органы управления, задающие режим работы контроллера 1 и контролирующие эти параметры.
Воздушный трубопровод 4 выполнен в виде трубы, выполненной преимущественно из материала, способного изгибаться и менять форму при воздействии на нее. Воздушный трубопровод 4 включает входное 5 и выходное 6 отверстие. Воздушный трубопровод 4 также включает нагревательный элемент 7, выполненный в виде спирали, проходящей вокруг воздушного трубопровода снаружи и/или внутри его. Нагревательный элемент 7 может иметь и другое выполнение, например в виде нагревательных пластин.
На конце входного отверстия 5 воздушного трубопровода 4 установлен вентилятор 8 для нагнетания воздуха в упомянутый трубопровод 4. Устройство по третьему варианту содержит маску 10, закрепленную на конце выходного отверстия 6, включающую отверстие подачи вдыхаемого воздуха 13 и по меньшей мере одно отверстие 14 для выдыхаемого воздуха. Предпочтительно, выполнять два отверстия 14 для выдыхаемого воздуха.
Устройство по любому варианту выполнения дополнительно включает
датчик температуры вдыхаемого воздуха 15, размещенный на конце выходного отверстия 6 внутри воздушного трубопровода 4,
датчик температуры тела 9, выполненный с возможностью его закрепления на теле человека, например в области подмышечных впадин или других частях тела любым способом, например посредством хомута, ленты-липучки, клеевой поверхности и пр. Датчик температуры тела 9 взаимодействует с контроллером 1 для передачи температуры тела. Контроллер 1 регулирует температуру вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.
Устройство по любому из вариантов предпочтительно включает датчик температуры вдыхаемого воздуха 15, который расположен на конце выходного отверстия 6 внутри воздушного трубопровода 4. Как вариант, датчик 15 может быть размещен снаружи, а чувствительный элемент (термистор/термощуп и пр.) размещен внутри воздушного трубопровода 4. Данный датчик 15 получает информацию о температуре подаваемого воздуха, что обеспечивает ее более точную регулировку устройством.
Датчик температуры вдыхаемого воздуха 15 и датчик температуры 9 тела человека могут быть как проводными, так и беспроводными, например WI-FI, ИК (инфракрасный), Bluetooth, GPS и другие технологии/протоколы передачи данных. Данные датчики 15,9 контролируют и считывают температуру тела человека и температуру вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.
Датчик температуры вдыхаемого воздуха 15 и датчик температуры 9 тела человека связаны с температурным контроллером 1 и передают на него данные о температурных параметрах. Функция температурного контроллера 1 заключается в приеме сигнала от датчиков 15,9, обработке полученной информации и отправке сигнала на блок управления 2 температурой контроллера 1, для корректировок температурных параметров в режиме реального времени.
Данные температурного контроллера 1, предпочтительно корректируются на основании обоих датчиков 15,9, однако возможен вариант использования устройства с корректировкой данных только по датчику температуры тела 9 или же в определенных ситуациях принудительно, только по данным установки температуры на блоке управления 2 контроллера 1.
Предпочтительно, чтобы температурный контроллер 1 был выполнен с возможностью проведения его калибровки. Калибровка температурного контроллера 1 осуществляется, например, при каждом его включении или по временному реле, например один раз в сутки. Калибровка температурного контроллера 1 исключит неточности полученных данных, связанных, например, с изменением температуры в помещении, скорости ветра на улице или иных факторах, влияющих на точность параметров. При этом предпочтительно, чтобы температурный контроллер 1 был выполнен с возможностью задания корректирующих температурных данных, способных поднимать или опускать температуру относительно полученных данных от датчиков 15,9.
Принцип работы всех вариантов устройств (Примеры) следующий:
Пользователь надевает маску 10 (по второму и третьему варианту) или надевает воздушный трубопровод 4 по принципу воротника (по первому варианту).
Пользователь закрепляет датчик температуры 9 на теле и включает устройство.
Датчик температуры 9 на теле и датчик температуры вдыхаемого воздуха 15 считывают температуру тела и температуру вдыхаемого воздуха (после нагревательного элемента 7) и передают данные на контроллер 1.
Контроллер 1 передает сигнал на блок управления 2 для включения нагревательного элемента 7 и обеспечения подогрева воздуха внутри воздушного трубопровода 4.
Подогретый до заданной температуры воздух подается либо вентилятором 8 в рото-носовую область человека (по первому варианту) или в маску 10 естественным путем (по второму варианту) или принудительно в маску 10 вентилятором 8 (по третьему варианту).
Пользователь вдыхает подогретый воздух с учетом температуры его тела.
При изменении температуры тела и температуры вдыхаемого воздуха устройство передает эти данные на контроллер 1 и осуществляется корректировка нагрева воздуха.
Цикл повторяется.
Наличие в данном устройстве температурных датчиков, контроллера с блоком управления температурой, взаимодействующие между собой обеспечивают высокий уровень точности подогрева воздуха в режиме реального времени, в зависимости от текущей температуры тела человека и температуры вдыхаемого воздуха, что является жизненно важным при определенных заболеваниях.