дыхательный аппарат для проведения физиотерапевтических процедур

Формула изобретения

Дыхательный аппарат для проведения физиотерапевтических процедур, содержащий состоящий из двух частей разъемный корпус с подсоединенными к ним подающим и нагнетательным каналами, размещенную в корпусе эластичную мембрану с внешним кольцевым пояском и центральным сквозным щелевым отверстием, перекрытым клинообразным смыкающимся клапаном, выпуклая часть которого направлена в нагнетательный канал, и отверстия, выполненные в корпусе для сообщения замембранной части внутренней полости с атмосферой, отличающийся тем, что в него введены соосное клапану направляющее сопло, установленное в корпусе на выходе подающего канала, выполненное в виде усеченного конфузора и изготовленное из менее эластичного, чем мембрана, материала, и опорный фланец, закрепленный по месту разъема корпуса и опирающийся на внешний кольцевой поясок эластичной мембраны, при этом опорный фланец имеет наружную конусную поверхность для распора основания клапана при его захлопывании, а длина его образующей составляет 0,25 0,35 длины образующей клапана при угле его конусности 63 67^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, в частности к медицинской технике и может быть использовано в устройствах для воздействия на дыхательную систему пациента, например, в дыхательных аппаратах для проведения физиотерапевтических процедур и касается усовершенствования в них конструкции клапанного средства.

Известны дыхательные аппараты с использованием дисковых или лепестковых клапанов, выполненные из эластомерных материалов, см. авторские свидетельства СССР N 339288, кл. А 62 В 7/04, 1972; N 324034, кл. А 62 В 9/02, 1971; N 419227, кл. А 62 В 9/02, 1974; N 812300, кл. А 62 В 9/02, 1981; N 186100, кл. А 61 М 16/20, 1966; N 577038, кл. А 61 М 16/20, 1977; N 442218, кл. А 61 М 16/20, 1988.

Указанные аппараты обладают простотой изготовления, но требуют обязательной регулировки сопротивления вдоху и выдоху в процессе дыхания или проведения физиотерапевтических процедур посредством соответствующего натяга лепестка клапана, что усложняет их обслуживание.

Известны дыхательные аппараты со сменными антимикробными фильтрами или наконечниками, см. авт.свид. СССР N 1833745, кл. А 61 М 16/00, 1993, Европейский патент N 0299481, кл. А 61 М 16/00, 1990.

Недостатками этих дыхательных аппаратов являются дополнительные затраты времени на их обслуживание в тот период, когда требуется максимально возможное использование аппарата при экстремальных ситуациях и необходимо непрерывное проведение процедуры.

По сравнению с описанными дыхательными аппаратами известны дыхательные аппараты со смыкающимися клапанами, см. авт.свид. СССР N 812299, кл. А 61 В 9/02, 1981; N 1382479, кл. А 61 М 16/00, 1988; заявка ФРГ N 3416350, кл. А 61 М 16/00, 1988.

Наиболее близкими аналогами являются аппараты с эластичной мембраной со смыкающимся клапаном, представленные в Европейской заявке N 0139363, кл. А 61 М 16/00, 1985 и заявке ФРГ N 2915683, кл. А 61 М 16/00, 1980 (приоритет Финляндии 1978).

Общим их недостатком является прохлопывание клапанов эластичных мембран при выдохе пациента, что создает скачок подаваемого потока воздуха, неблагоприятно воздействующего на самочувствие пациента.

В качестве прототипа принята заявка ФРГ N 2915683, в которой описан дыхательный аппарат для физиотерапевтических процедур, содержащий разъемный корпус с подающим и нагнетающим каналами, эластичную мембрану с внешним кольцевым пояском и выпуклым полым клинообразным смыкающимся клапаном со сквозным щелевым разрезом на конце в ее центральной части, направленным в нагнетательный канал, сообщенный его замембранной полостью через отверстия в корпусе с атмосферой.

Кроме перечисленных недостатков аппарата при выполнении его с эластичной мембраной с клапаном из материала более эластичного возможно не только прохлопывание клапана при выдохе, но и его раскрытие в обратную сторону в подаваемый канал, что ухудшает его стерильные качества и надежность.

Основной задачей изобретения является создание дыхательного аппарата для проведения физиотерапевтических процедур с эластичной мембраной с выпуклым полым клинообразным смыкающимся клапаном такой конструкции, которая обеспечивала бы высокоэффективное проведение физиотерапевтических процедур, исключала бы прохлопывание клапана.

Цель изобретения обеспечение безотказности и повышение надежности.

Поставленная задача и указанная цель изобретения достигнуты за счет обеспечения направленного действия нагнетательного потока воздуха и поджатия его при вдохе в клапан, заневоливание эластичной мембраны и основания клапана при его смыкании в процессе выдоха.

Для этого в дыхательном аппарате для физиотерапевтических процедур, содержащем разъемный корпус с подающим и нагнетающим каналами, эластичную мембрану с внешним кольцевым пояском и выпуклым полым клинообразным смыкающимся клапаном со сквозным щелевым разрезом на конце в ее центральной части направленным в нагнетательный канал, сообщенный его замембранной полостью через отверстия в корпусе с атмосферой, клинообразный смыкающийся клапан эластичной мембраны снабжен центрально расположенным с ним направляющим соплом, установленным в корпусе на выходе подающего канала, выполненным с укороченным конфузором с возможностью подачи потока воздуха в нагнетательный канал через полость клапана, опорным фланцем, закрепленным у разъема корпуса с опиранием на внешний кольцевой поясок эластичной мембраны, и наружной конусообразной поверхностью для распора основания клапана при его захлопывании с длиной образующей, выбранной в пределах 0,25-0,35 длины боковой образующей клинообразного клапана при угле его заострения, выбранном в пределах 63-67 причем направляющее сопло выполнено с формоустойчивым профилем из материала менее эластичного, чем мембрана, например из материала, что и корпус аппарата.

Отличительными особенностями предложенного дыхательного аппарата для проведения физиотерапевтических процедур являются следующие признаки:

снабжение клинообразного клапана эластичной мембраны центрально расположенным с ним направляющим соплом;

установленным в корпусе на выдохе подающего канала;

выполненным с укороченным конфузором;

с возможностью подачи потока воздуха в нагнетательный канал через полость клапана;

с опорным фланцем, закрепленным у разъема корпуса с опиранием на внешний кольцевой поясок эластичной мембраны;

и наружной конусообразной поверхностью для распора основания клапана при его захлопывании;

с длиной образующей, выбранной в пределах 0,25-0,35 длины боковой образующей клинообразного клапана при угле заострения, выбранном в пределах 63-67^o;

выполнение сопла с формоустойчивым профилем из материала, что и корпус аппарата.

Указанные отличительные признаки являются существенными, каждый из них в отдельности и совместно направлены на решение поставленной задачи и достижение нового положительного эффекта в соответствии с целью изобретения. Исключение какого-либо из них не позволяет решить поставленную задачу. Так, например, исключение направляющего сопла, выполненного с указанными особенностями, характеризует дыхательный аппарат существенными признаками прототипа.

Сравнительный анализ существенных отличительных признаков дыхательного аппарата показывает их отсутствие в данной области техники, их использование в других аналогах и прототипе не обнаружено, что характеризует предложенное техническое решение новизной указанных признаков и соответствием критерию "Новизна".

Единая совокупность новых и общих существенных признаков предложенного технического решения позволяет решить поставленную задачу и достичь цель изобретения посредством снабжения полого клинообразного клапана эластичной мембраны направляющим соплом с новыми существенными особенностями, что характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Предложенное техническое решение является результатом научно-исследовательской работы и творческого вклада, получено без использования известных проектировочных решений и рекомендаций справочно-нормативного характера и соответствует критерию "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид дыхательного аппарата для проведения физиотерапевтических процедур; на фиг. 2 верхняя часть корпуса с подающим каналом; на фиг. 3 направляющее сопло, на фиг.4 эластичная мембрана с выпуклым полым смыкающимся клапаном; на фиг: нижняя часть корпуса с нагнетательным каналом; на фиг. 6 сечение А-А на фиг.1; на фиг.7 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 8 схема работы эластичной мембраны при подаче потока воздуха через подающий канал; на фиг. 9 схема работы эластичной мембраны при обратном выдохе воздуха через нагнетательный канал.

Дыхательный аппарат для проведения физиотерапевтических процедур содержит разъемный корпус, состоящий из верхней и нижней частей 1 и 2 соответственно с подающим и нагнетательным каналами 3 и 4, эластичную мембрану 5 с внешним кольцевым пояском 6 и выпуклым полым клинообразным смыкающимся клапаном 7 со сквозным щелевым разрезом 8 на конце в ее центральной части, направленным в нагнетательный канал 4, сообщенный его замембранной полостью 9 через отверстия 10 в нижней части 2 корпуса с атмосферой, выполненной с нагубником 11.

Клинообразный клапан 7 эластичной мембраны 5 снабжен центрально расположенным с ним направляющим соплом 12, установленным в корпусе на выходе подающего канала 3, выполненным с укороченным конфузором 13 с возможностью подачи потока воздуха в нагнетательный клапан 4 через полость 14 клапана 7, опорным фланцем 15, закрепленным у разъема 16 корпуса между его верхней частью 1 и эластичной мембраной 5 с опиранием на ее внешний кольцевой поясок 6, поджатый с противоположной стороны нижней частью 2 корпуса, и наружной конусообразной поверхностью 17 для распора основания 18 клапана 7 при его захлопывании с длиной образующей, выбранной в пределах 0,25-0,35 длины боковой образующей клинообразного клапана 7 при угле его заострения, выбранном в пределах 63-67^o, причем направляющее сопло 12 выполнено с формоустойчивым профилем из материала менее эластичного, чем мембрана 5, например из материала, что и корпус аппарата, его верхняя и нижняя части 1 и 2 например из термопласта.

Корпус аппарата, состоящий из верхней и нижней частей 1 и 2, является его несущей основой, верхняя часть 1 корпуса предназначена для подсоединения к ней либо реаниматора, либо автономного источника периодической подачи воздуха через ее подающий канал 3, нижняя часть 2 корпуса предназначена для установки в ротовую полость пациента и фиксации на нем нагубником 11 для подачи через нагнетательный канал 4 свежего потока воздуха и выдоха через него в замембранную полость 9 и через отверстия 10 в атмосферу.

Эластичная мембрана 5 является самым важным элементом дыхательного аппарата и выполняет несколько функций, основной из которых является разделение подаваемого выдыхаемого потоков воздуха, своевременное перекрытие каналов 3 и 4 и отверстий 10 и герметизация разъема 16. Перекрытие каналов 3 и 4 достигается захлопыванием клапана 7 при выдохе пациента, подача воздуха из канала 3 в канал 4 обеспечивается раскрытием разреза 8 клапана 7. При подаче потока воздуха из канала 3 в канал 4 эластичная мембрана 5 натягивается и перекрывает отверстия 10

Направляющее сопло 12 предназначено для поджатия подаваемого потока воздуха по каналу 3 посредством выполненного в нем укороченного конфузора 13, имеющего длину, определяемую наличием на сопле 12 конусной поверхности 17. Конфузор 13 обеспечивает направление подачи поджатого потока воздуха непосредственно в щелевой разрез 8 смыкающегося клапана 7 и раскрытие клапана 7 без вибрации его эластичной стенки, подачу концентрированного потока воздуха в канал 4. Канал конфузора может быть выполнен как коническим, так и ожевальной формы, то есть с плавным переходом от канала 3 к концевой кромке конфузора 13.

Длина образующей конусообразной поверхности 17 направляющего сопла 12 определена опытно-экспериментальным путем с учетом значения угла заострения клапана 7, обеспечивающего свое совместно с эластичной мембраной 5 функциональное назначение мгновенно раскрываться при подаче потока воздуха и мгновенно закрываться при его выдохе пациентом.

Выполнение конусообразной поверхности 17 длиной меньше 0,25 длины образующей клинообразного клапана 7 приводит к его прохлопыванию в конфузор 13, при новой подаче потока воздуха под влиянием упругих сил мембраны наблюдается вторичный хлопок и вибрация потока, что недопустимо из-за влияния на изменения равномерности нарастания подаваемого потока.

Выполнение конусообразной поверхности 17 длиной больше 0,35 длины образующей клинообразного клапана 7 приводит к увеличению процента его незакрытия при выдохе пациента, что недопустимо из-за попадания обратного потока воздуха в канал 3.

Предельные соотношения длин указанных элементов наиболее эффективно реализуются при угле заострения клинообразного клапана 7 в пределах 63-67^o. При угле заострения больше 67^o наблюдается аналогичная картина с прохлопыванием клапана 7 в сопло 12 при выдохе и образованием хлопка при подаче свежего потока воздуха в канал 3, что недопустимо. При угле заострения меньше 63^o может возникать залипание клапана 7 вдоль щелевого разреза 8, вызванное осаждением влаги на стенках клапана, загиб его в одну из сторон при выдохе, что также приводит к хлопку.

Для практической реализации приняты наиболее эффективные соотношения и углы: 0,3 длины образующей клинообразного клапана 7 для длины направляющего сопла 12 вдоль его образующей и 65^o угол заострения клапана 7.

Через фланец 15, являющийся опорным, производится поджим внешнего кольцевого пояска 6 верхней частью 1 корпуса к нижней его части 2 и соответствующая регулировка замембранной полости 9 между эластичной мембраной 5 и нижней частью 2 корпуса для обеспечения соответствующего подпора и истечения воздуха через отверстия 10 корпуса при выдохе. При этом внешний кольцевой поясок 6 может быть выполнен как сплошным, так и гофрированным в зависимости от эластичности материала, из которого изготовлена мембрана 5.

Функционирование дыхательного аппарата для проведения физиотерапевтических процедур состоит в следующем.

После освобождения из упаковки аппарат нижней частью 2 корпуса устанавливается в ротовую полость пациента с фиксацией нагубником 11, и через его верхнюю часть 1 и по каналу 3 подается реаниматором или циклически действующей автономной установкой поток воздуха, который в конфузоре 13 поджимается, своим напором мгновенно раскрывает клапан 7 и поступает в канал 4. При прекращении подачи и выдохе щелевой разрез 8 смыкается, и клапан 7 захлопывается и основанием 18 оседает на конусообразную поверхность 17 направляющего сопла 12 и находится на нем в сомкнутом положении до тех пор, пока обратный поток воздуха не истечет при выдохе по каналу 4 в замембранную полость 9 и через нее и отверстия 10 в атмосферу. Затем следует следующий цикл подачи и выдоха воздуха до тех пор, пока не будет проведена физиотерапевтическая процедура в полном объеме. После чего аппарат извлекается, дезинфицируется, просушивается и помещается в стерильную упаковку.

На основе нового технического решения были изготовлены опытные образцы дыхательного аппарата, их испытания при проведении физиотерапевтических процедур показали положительные результаты, эффективность и целесообразность промышленного производства и использования в медицине.

Таким образом, новое техническое решение соответствует и критерию "Промышленная применимость", то есть уровню изобретения.