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

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 с органами дыхания пациента.
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, которою 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 также 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.
Данный технический результат достигается тем, что портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха включает контроллер, содержащий блок управления температурой, а также аккумулятор,
воздушный трубопровод, включающий нагревательный элемент, выполненный в виде спирали, проходящей вдоль всей длины и вокруг воздушного трубопровода, а также на конце воздушного трубопровода, со стороны, примыкающей к клапану вдоха, датчик температуры вдыхаемого воздуха, взаимодействующий с контроллером для регулировки температуры вдыхаемого воздуха,
а также полнолицевую маску, связанную через ее клапан вдоха с воздушным трубопроводом и включающую клапан выдоха, подмасочную полумаску, для фиксации полнолицевой маски на лице, панорамное стекло, а также средства закрепления полнолицевой маски на голове.
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.
Аккумулятор дополнительно связан с разъемом для подключения внешнего источника питания.
Средства закрепления полнолицевой маски на голове представляют собой регулируемые лямки.
Подмасочная полумаска дополнительно включает по меньшей мере один клапан вдоха.
Полнолицевая маска включает по меньшей мере один переговорный узел.
Далее, предложенное изобретение будет подробно рассмотрено с учетом иллюстрации, где на фиг.1 представлен общий вид выполнения портативного переносного устройства подогрева вдыхаемого воздуха:
1 - контроллер;
2 - блок управления температурой;
3 - аккумулятор;
4 - воздушный трубопровод;
5 -нагревательный элемент;
6 - датчик температуры вдыхаемого воздуха;
7 - полнолицевая маска;
8 - разъем для подключения внешнего источника питания;
9 - клапан выдоха;
10 - подмасочная полумаска;
11 - панорамное стекло;
12 - средства закрепления полнолицевой маски и на голове;
13 - переговорный узел;
14 - клапан вдоха;
Портативное переносное устройство подогрева вдыхаемого воздуха является устройством, обеспечивающим его использование при перемещении, в движении, то есть является мобильным устройством, хотя может быть использовано и в стационарных условиях, в больнице, дома и пр.
Устройство включает контроллер 1, содержащий блок 2 управления температурой, а также аккумулятор 3. Аккумулятор 3 дополнительно связан с разъемом 8 для подключения внешнего источника питания. Устройство питается от аккумулятора 3, однако опционально может иметь и сетевой кабель, для подключения к розетке, для подзарядки аккумулятора 3 и работы от сети.
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 два отверстия. Воздушный трубопровод 4 также включает нагревательный элемент 5, выполненный предпочтительно в виде спирали, проходящей вокруг воздушного трубопровода 4 и вдоль всей ее длины снаружи и/или внутри его. Нагревательный элемент 5 может иметь и другое выполнение, например в виде нагревательных пластин.
На конце и внутри воздушного трубопровода 4, в непосредственной близости и со стороны, примыкающей к клапану вдоха 14 установлен датчик температуры 6 вдыхаемого воздуха, взаимодействующий с контроллером 1 для регулировки температуры вдыхаемого воздуха в режиме реального времени.
Как вариант, датчик 6 может быть размещен снаружи воздушного трубопровода 4, а чувствительный элемент (термистор/термощуп и пр.) размещен внутри воздушного трубопровода 4. Данный датчик 6 получает информацию о температуре подаваемого воздуха, что обеспечивает ее более точную регулировку устройством.
Датчик температуры 6 вдыхаемого воздуха может быть как проводным, так и беспроводными, например WI-FI, ИК (инфрокрасный), Bluetooth, GPS и другие технологии/протоколы передачи данных.
Датчик температуры 6 вдыхаемого воздуха связан с температурным контроллером 1 и передает на него данные в режиме реального времени о температурных параметрах поступаемого воздуха. Функция температурного контроллера 1 заключается в приеме сигнала от датчика 6, обработке полученной информации и отправке сигнала на блок управления 2 температурой контроллера 1, для внесения им температурных корректировок на нагревательном элементе 5 и поддержания точной заданной температуры в режиме реального времени.
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 датчика 6.
Устройство также включает полнолицевую маску 7, то есть маску, полностью закрывающую лицо, связанную через ее клапан вдоха 14 с воздушным трубопроводом 4. Полнолицевая маска 7 также включает клапан выдоха 9, служащий для выдыхания человеком воздуха. Внутри полнолицевой маски 7 размещена подмасочная полумаска 10, служащая для лучшей (удобной, надежной) фиксации полнолицевой маски 7 на лице и уменьшения запотевания панорамного стекла 11, также установленного в полнолицевой маске 7.
Полнолицевая маска 7 также содержит средства 12 ее закрепления на голове. В качестве средств 12 закрепления пол но лицевой маски на голове могут использоваться, например регулируемые лямки, ремни и пр. Подмасочная полумаска 10 дополнительно может включать по меньшей мере один, предпочтительно два клапана вдоха 14.
Полнолицевая маска 7 также предпочтительно включает по меньшей мере один, предпочтительно два переговорных узла 13, для упрощения разговора с пользователем. Конструкция переговорного узла 13 может быть различной, например в виде переговорного внешнего динамика, упрощающего передачу голосовой информации от пользователя в полнолицевой маске к собеседнику, например врачу.
Принцип работы устройства (Пример):
Пользователь надевает полнолицевую маску 7.
Пользователь задает температуру посредством блока управления 2 и контроллера 1 и включает устройство.
Датчик температуры 6 считывает температуру поступаемого воздуха и передает данные на контроллер 1.
Контроллер 1 передает сигнал на блок управления 2 для включения/выключения (регулировки температуры) нагревательного элемента 5 и обеспечения подогрева воздуха внутри воздушного трубопровода 4.
Подогретый до заданной температуры воздух подается в полнолицевую маску 7 естественным путем.
Пользователь вдыхает подогретый воздух с учетом заданной температуры.
Цикл повторяется.
Наличие в данном устройстве температурного датчика, размещенного в непосредственной близости к клапану вдоха, контроллера с блоком управления температурой, взаимодействующие между собой обеспечивают высокий уровень точности подогрева воздуха в режиме реального времени, в зависимости от температуры вдыхаемого воздуха, что является жизненно важным при определенных заболеваниях.