Подогреватель воздуха для дыхания (варианты) - RU2778901C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам для проведения физиотерапии, и может быть использовано для воздействия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, для профилактики легочных заболеваний.

Известно решение SU 1111766 А1 „Подогреватель-охладитель воздуха для дыхания", МПК А61М 11/00, содержащее маску и теплообменник с жестким корпусом и внутренними ребрами, установленными с зазором, при этом корпус имеет снаружи теплоизоляцию.

Недостатком этого технического решения является неудобство в эксплуатации устройства, большой вес подогревателя из-за наличия установленных в теплообменнике пластин, близкое расположение теплообменника к маске, а следовательно к лицу, что приводит к потению лица и раздражению кожи лица от трения и давления оказываемого маской, сложная конструкция. (SU 1111766 Α1, http://new.fips.ru).

Известно решение SU 1111765 А1.Устройство подогрева воздуха для дыхания", МПК А61М 11/00, содержащее маску, теплообменник в виде эластичной воздухонепроницаемой сумки с ремнями, металлических трубок, расположенных рядами в шахматном порядке и механически связанных между собой электрическим проводником, проложенным, как между рядами трубок, так и вокруг каждой из них, и заканчивающихся электрическими контактами, и соединительный шланг.

Недостатком этого технического решения является сложная конструкция, большой вес устройства из-за наличия металлических трубок в теплообменнике. (SU 1111765 А1, http://new.fips.ru).

Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является решение RU 2687990 С1 „Полумаска для защиты органов дыхания и лица от аномально низких температур", МПК А62В 18/02, А62В 7/10, содержащее полумаску, снабженную носовым пазом, и выступающей наружу частью с двумя клапанами вдоха и двумя клапанами выдоха, причем один из клапанов выдоха, расположенный на передней части полумаски, содержит регулятор запирания. Внутри полумаска содержит перегородку, разделяющую внутреннее пространство полумаски на две камеры - большую и малую. По центру перегородки расположен внутренний клапан выдоха и два внутренних клапана вдоха. В большой камере расположены идущие параллельно изгибающиеся трубки, изготовленные из материала с большой теплопроводностью, сечением 15 мм с боковыми ребрами высотой 2 мм, внутренним рифлением высотой 1,5 мм и шагом расположения 12 мм. В нижней части малой камеры расположен резервуар сбора конденсата, имеющий крышку, покрытую отверстиями в 2 мм.

Недостатком этого технического решения является сложная конструкция, а также выступающая наружу часть маски, которая создает помехи в процессе эксплуатации, что приводит к неудобству использования. Кроме того расположение теплообменника непосредственно в маске приводит к потению лица и раздражению кожи лица от трения и давления, оказываемого маской, также маска имеет большой вес из-за наличия изгибающихся трубок в большой камере. (RU 2687990 С1, http://new.fips.ru).

Задача, на которую направлено заявленное решение, это разработка подогревателя воздуха для дыхания предотвращающего воздействие холодного воздуха на верхние дыхательные пути человека.

Сущность изобретения

По первому варианту исполнения поставленная задача решается за счет того, что подогреватель воздуха для дыхания включает полумаску (1) фиг.1 и теплообменник (5), которые выполнены в виде отдельных элементов и соединены между собой через соединительную коробку (2), шланг вдоха (4), шланг выдоха (3), клапан вдоха (2.2), клапан выдоха (2.1). Согласно изобретению на фронтальной поверхности полумаска (1) имеет соединительную коробку (2), одно из отверстий которой содержит клапан вдоха (2.2), соединенный со шлангом вдоха (4), а другое отверстие - клапан выдоха (2.1), соединенный со шлангом выдоха (3). Теплообменник (5) имеет внешнюю (5.2) и внутреннюю (5.1) камеры, при этом внутренняя камера (5.1) установлена внутри внешней камеры (5.2) с образованием между стенками камер пространства для прохождения вдыхаемого воздуха. Шланг вдоха (4), имеющий нагревательный элемент (6), соединен с внешней камерой (5.2), а шланг выдоха (3) с внутренней камерой (5.1). Раздельное исполнение полумаски (1) от теплообменника (5) исключает потение лица и раздражение кожи на лице от трения и давления оказываемого маской.

По второму варианту исполнения поставленная задача решается за счет того, что подогреватель воздуха для дыхания включает полумаску (1) фиг.2 и теплообменник (5), которые выполнены в виде отдельных элементов и соединены между собой через соединительную коробку (2), шланг вдоха (4), шланг выдоха (3), клапан вдоха (2.2), клапан выдоха (2.1). Согласно изобретению на фронтальной поверхности полумаска (1) имеет соединительную коробку (2), одно из отверстий которой содержит клапан вдоха (2.2), соединенный со шлангом вдоха (4), а другое отверстие - клапан выдоха (2.1), соединенный со шлангом выдоха (3). Теплообменник (5) имеет внешнюю (5.2) и внутреннюю (5.1) камеры, при этом внутренняя камера (5.1) установлена внутри внешней камеры (5.2) с образованием между стенками камер пространства для прохождения вдыхаемого воздуха. Шланг вдоха (4) соединен с внешней камерой (5.2), а шланг выдоха (3) с внутренней камерой (5.1). С внешней стороны внешняя камера (5.2) теплообменника (5) имеет нагревательный элемент (6). Раздельное исполнение полумаски (1) от теплообменника (5) позволяет использовать теплообменник (5) для согревания части тела сухим теплом при местном теплолечении или его защиты от переохлаждения, а также исключает потение лица и раздражение кожи на лице от трения и давления оказываемого маской.

По третьему варианту исполнения поставленная задача решается за счет того, что подогреватель воздуха для дыхания включает полумаску (1) фиг.3, шланг вдоха (4), клапан вдоха (2.2), клапан выдоха (2.1). Согласно изобретению шланг вдоха (4) имеет нагревательный элемент (6), с одного конца шланг вдоха (4) соединен с клапаном вдоха (2.2), с другого конца шланг вдоха (4) соединен с противоаэрозольным фильтром (7).

Решение по первому варианту исполнения содержит полумаску (1) фиг.1, выполненную из воздухонепроницаемого материала. Полумаска (1) имеет крепежные элементы, представляющие собой две эластичные ленты, например, в виде петли, или в виде свободных концов, закрепленные по боковым краям полумаски (1) (на фигурах не показаны). На фронтальной поверхности полумаска (1) имеет отверстие для сопряжения полумаски (1) с соединительной коробкой (2).

Соединительная коробка (2) фиг.1 имеет «Т-образную» форму с круглым сечением. Коробка (2) имеет три отверстия: входное, соединенное с клапаном входа (2.2), выходное, соединенное с клапаном выдоха (2.1), и отверстие, сопряженное с отверстием на маске. Клапан выдоха (2.1) выполнен с возможностью открытия от избыточного давления выдыхаемого воздуха, проходящего через соединительную коробку (2). Клапан вдоха (2.2) выполнен с возможностью закрытия от избыточного давления выдыхаемого воздуха, проходящего через соединительную коробку (2).

Клапан выдоха (2.1) фиг.1 соединен со шлангом выдоха (3), который представляет собой гибкую гофрированную трубку, имеющую на одном конце уплотнительный элемент (3.1), направленный на создание герметичного соединения. Уплотнительным элементом (3.1) шланг выдоха (3) соединен с верхним патрубком (5.1.1) внутренней камеры (5.1) теплообменника (5).

Клапан вдоха (2.2) фиг.1 соединен со шлангом вдоха (4), который представляет собой гибкую гофрированную трубку, имеющую на одном конце уплотнительный элемент (4.1), направленный на создание герметичного соединения. Уплотнительным элементом (4.1) шланг вдоха (4) соединен с верхним патрубком (5.2.1) внешней камеры (5.2) теплообменника (5). В шланге вдоха (4) расположен нагревательный элемент (6).

Нагревательный элемент (6) фиг.1 из токопроводящих материалов представляет собой спираль или плоскую пластину или блок пластин или ленту из стеклонити, которые оснащены встроенным терморегулятором. Нагревательный элемент (6), выполненный на гибкой подложке, имеет возможность изгиба в разных плоскостях, что позволяет обеспечить равномерную передачу тепла независимо от изгибов шланга вдоха (4).

Теплообменник (5) фиг.1 содержит внутреннюю (5.1) и внешнюю (5.2) камеры, которые имеют верхнее и нижнее основание, а также стенки, расположенные между основаниями. На верхнем основании внешней камеры (5.2) расположен верхний патрубок (5.2.1) и отверстие для вывода верхнего патрубка (5.1.1) внутренней камеры (5.1). На нижнем основании внешней камеры (5.2) расположен нижний патрубок (5.2.2) и отверстие для вывода нижнего патрубка (5.1.2) внутренней камеры (5.1). В частном случае исполнения нижний патрубок (5.2.2) внешней камеры (5.2) содержит противоаэрозольный фильтр для очистки воздуха, поступающего в теплообменник (5). Внешняя камера (5.2) со всех наружных сторон имеет теплоизоляционное покрытие (5.3). В конструкционном пространстве внешней камеры (5.2) установлена внутренняя камера (5.1) с образованием между их стенками пространства для прохода вдыхаемого воздуха. На верхнем основании внутренняя камера (5.1) имеет верхний патрубок (5.1.1). На нижнем основании внутренней камеры (5.1) расположен нижний патрубок (5.1.2). Внутренняя камера (5.1) теплообменника (5) выполнена из материала с высокой теплопроводностью. В частном случае исполнения на внешней стороне внутренней камеры (5.1) выполнены ребра для увеличения площади теплообмена.

Решение по второму варианту исполнения содержит полумаску (1) фиг.2 из воздухонепроницаемого материала с крепежными элементами, представляющими собой две эластичные ленты, например, в виде петли, или в виде свободных концов, закрепленные по боковым краям полумаски (1) (на фигурах не показаны). На фронтальной поверхности полумаска (1) имеет отверстие для сопряжения с соединительной коробкой (2), имеющей «Т-образную» форму с круглым сечением. Коробка (2) имеет три отверстия: входное, соединенное с клапаном входа (2.2), выходное, соединенное с клапаном выдоха (2.1), и отверстие, сопряженное с отверстием на маске. Клапан выдоха (2.1) выполнен с возможностью открытия от избыточного давления выдыхаемого воздуха, проходящего через соединительную коробку (2). Клапан вдоха (2.2) выполнен с возможностью закрытия от избыточного давления выдыхаемого воздуха, проходящего через соединительную коробку (2). Клапан выдоха (2.1) соединен со шлангом выдоха (3), который представляет собой гибкую гофрированную трубку, имеющую на одном конце уплотнительный элемент (3.1), направленный на создание герметичного соединения. Уплотнительным элементом (3.1) шланг выдоха (3) соединен с верхним патрубком (5.1.1) внутренней камеры (5.1) теплообменника (5). Клапан вдоха (2.2) соединен со шлангом вдоха (4), который представляет собой гибкую гофрированную трубку, имеющую на одном конце уплотнительный элемент (4.1), направленный на создание герметичного соединения. Уплотнительным элементом (4.1) шланг вдоха (4) соединен с верхним патрубком (5.2.1) внешней камеры (5.2) теплообменника (5). С внешней стороны внешняя камера (5.2) теплообменника (5) имеет нагревательный элемент (6). Нагревательный элемент (6) из токопроводящих материалов представляет собой спираль или плоскую пластину или блок пластин или ленту из стеклонити, которые оснащены встроенным терморегулятором. Нагревательный элемент (6), выполненный на гибкой подложке, имеет возможность изгиба в разных плоскостях, что позволяет нагревательному элементу (6) повторять форму стенки внешней камеры (5.2) теплообменника (5). Теплообменник (5) содержит внутреннюю (5.1) и внешнюю (5.2) камеры, которые имеют верхнее и нижнее основание, а также стенки, расположенные между основаниями. На верхнем основании внешней камеры (5.2) расположен верхний патрубок (5.2.1) и отверстие для вывода верхнего патрубка (5.1.1) внутренней камеры (5.1). На нижнем основании внешней камеры (5.2) расположен нижний патрубок (5.2.2) и отверстие для вывода нижнего патрубка (5.1.2) внутренней камеры (5.1). В частном случае исполнения нижний патрубок (5.2.2) внешней камеры (5.2) содержит противоаэрозольный фильтр для очистки воздуха, поступающего в теплообменник (5). Внешняя камера (5.2) со всех наружных сторон имеет теплоизоляционное покрытие (5.3). В конструкционном пространстве внешней камеры (5.2) установлена внутренняя камера (5.1) с образованием между их стенками пространства для прохода вдыхаемого воздуха. На верхнем основании внутренняя камера (5.1) имеет верхний патрубок (5.1.1). На нижнем основании внутренней камеры (5.1) расположен нижний патрубок (5.1.2). Внутренняя камера (5.1) теплообменника (5) выполнена из материала с высокой теплопроводностью. В частном случае исполнения на внешней стороне внутренней камеры (5.1) выполнены ребра для увеличения площади теплообмена.

Решение по третьему варианту исполнения содержит объемную формованную полумаску (1) фиг.3 из воздухонепроницаемого материала. Полумаска (1) для плотного прилегания к лицу имеет регулируемые крепления по краям с двух противоположных сторон, соединенные эластичной лентой. На фронтальной поверхности в центральной части полумаска (1) имеет клапан выдоха (2.1). Клапан вдоха (2.2) расположен на фронтальной поверхности полумаски (1) ниже клапана выдоха (2.1) и через шланг вдоха (4), который представляет собой гибкую гофрированную трубку, соединен с противоаэрозольным фильтром (7) для очистки вдыхаемого воздуха. Корпус противоаэрозольного фильтра (7) имеет в верхней части резьбовой соединительный элемент, а в нижней части отверстие для прохождения через фильтр (7) вдыхаемого воздуха (на фиг.3 не указано). Внутри шланга вдоха (4) установлен нагревательный элемент (6). Нагревательный элемент (6) из токопроводящих материалов представляет собой спираль или плоскую пластину или блок пластин или ленту из стеклонити, оснащенных встроенным терморегулятором. Нагревательный элемент (6), выполненный на гибкой подложке, имеет возможность изгиба в разных плоскостях, что позволяет обеспечить равномерную передачу тепла независимо от изгибов шланга вдоха (4).

Технический результат заключается в создании подогревателя воздуха для дыхания предотвращающего воздействие холодного воздуха на верхние дыхательные пути человека. Достигается технический результат тем, что подогреватель воздуха для дыхания по первому и второму варианту исполнения включает полумаску и теплообменник, которые выполнены в виде отдельных элементов, соединенных между собой через соединительную коробку, шлангов вдоха и выдоха, клапанов вдоха и выдоха, нагревателя, установленного внутри шланга входа - в первом варианте, нагревателя, установленного на внешней стороне внешней камеры теплообменника - во втором варианте. По третьему варианту исполнения достигается тем, что подогреватель воздуха для дыхания включает полумаску, шланг вдоха, с одного конца соединенный с клапаном вдоха, а с другого конца - с противоаэрозольным фильтром, имеет нагревательный элемент.

Краткое описание чертежей:

на фиг.1 - схематичное изображение подогревателя воздуха для дыхания с теплообменником и нагревательным элементом, расположенным в шланге вдоха. Поперечный разрез;

на фиг.2 - схематичное изображение подогревателя воздуха для дыхания с теплообменником и нагревательным элементом, расположенным на внешней стороне внешней камеры теплообменника. Поперечный разрез;

на фиг.3 - схематичное изображение подогревателя воздуха для дыхания без теплообменника. Вид спереди;

Краткое описание конструктивных элементов:

1 - полумаска;

2 - соединительная коробка;

2.1 - клапан выдоха;

2.2 - клапан вдоха;

3 - шланг выдоха;

3.1 - уплотнительный элемент;

4 - шланг вдоха;

4.1 - уплотнительный элемент;

5 - теплообменник;

5.1 - внутренняя камера;

5.1.1 - верхний патрубок;

5.1.2 - нижний патрубок;

5.2 - внешняя камера;

5.2.1 - верхний патрубок;

5.2.2 - нижний патрубок;

5.3 - теплоизоляционное покрытие;

6 - нагревательный элемент;

7 - противоаэрозольный фильтр;

Осуществление заявленного решения:

Заявленное решение по первому варианту исполнения работает следующим образом. Полумаску (1) фиг.1 надевают поверх носа и рта, используя крепежные элементы, фиксируют полумаску (1) на голове. Вдыхаемый воздух из окружающей среды через нижний патрубок (5.2.2) поступает во внешнюю камеру (5.2) теплообменника (5). Двигаясь по внешней камере (5.2) воздух предварительно подогревается от стенок внутренней камеры (5.1), нагретых выдыхаемым воздухом. Выходя из теплообменника (5) через верхний патрубок (5.2.1) внешней камеры (5.2) нагретый воздух движется по шлангу вдоха (4). Проходя через нагревательный элемент (6), воздух повышает свою температуру и через открытый клапан вдоха (2.2) соединительной коробки (2) поступает в подмасочное пространство полумаски (1), а затем в верхние дыхательные пути пользователя. Выдыхаемый воздух из подмасочного пространства полумаски (1) поступает в соединительную коробку (2) и создает в ней избыточное давление, тем самым закрывая клапан вдоха (2.2) и открывая клапан выдоха (2.1). Через открытый клапан выдоха (2.1) выдыхаемый воздух движется по шлангу выдоха (3) и верхнему патрубку (5.1.1) внутренней камеры (5.1), поступая во внутреннюю камеру (5.1) теплообменника (5). Находясь во внутренней камере (5.1), выдыхаемый воздух нагревает ее стенки, отдавая свое тепло, затем через нижний патрубок (5.1.2) внутренней камеры (5.1) выходит в окружающую среду.

Заявленное решение по второму варианту исполнения работает следующим образом. Полумаску (1) фиг.2 надевают поверх носа и рта, используя крепежные элементы, фиксируют полумаску (1) на голове. Вдыхаемый воздух из окружающей среды через нижний патрубок (5.2.2) поступает во внешнюю камеру (5.2) теплообменника (5). Двигаясь по внешней камере (5.2) воздух забирает тепло со стенок внутренней камеры (5.1), нагретых выдыхаемым воздухом, а также со стенок внешней камеры (5.2) нагретых нагревательным элементом (6). Выходя из теплообменника (5) через верхний патрубок (5.2.1) внешней камеры (5.2) нагретый воздух движется по шлангу вдоха (4) и через открытый клапан вдоха (2.2) соединительной коробки (2) поступает в подмасочное пространство полумаски (1), а затем в верхние дыхательные пути пользователя. Выдыхаемый воздух из подмасочного пространства полумаски (1) поступает в соединительную коробку (2) и создает в ней избыточное давление, тем самым закрывая клапан вдоха (2.2) и открывая клапан выдоха (2.1). Через открытый клапан выдоха (2.1) выдыхаемый воздух движется по шлангу выдоха (3) и верхнему патрубку (5.1.1) внутренней камеры (5.1), поступая во внутреннюю камеру (5.1) теплообменника (5). Находясь во внутренней камере (5.1), выдыхаемый воздух нагревает ее стенки, отдавая свое тепло, затем через нижний патрубок (5.1.2) внутренней камеры (5.1) выходит в окружающую среду.

Заявленное решение по третьему варианту исполнения работает следующим образом. Полумаску (1) фиг.3 надевают поверх носа и рта, используя крепежные элементы, фиксируют полумаску (1) на голове. Вдыхаемый воздух из окружающей среды проходит через противоаэрозольный фильтр (7) и движется по шлангу вдоха (4). Проходя через нагревательный элемент (6), вдыхаемый воздух повышает свою температуру. Затем через клапан вдоха (2.2) поступает в подмасочное пространство полумаски (1) и в верхние дыхательные пути пользователя. Выдыхаемый воздух из подмасочного пространства полумаски (1) выходит в окружающую среду через клапан выдоха (2.1), расположенный на фронтальной поверхности полумаски (1).

Реферат

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к двум вариантам подогревателя воздуха для дыхания. В первом варианте подогреватель воздуха для дыхания включает полумаску, теплообменник, шланг вдоха, клапан вдоха, клапан выдоха. На фронтальной поверхности полумаска имеет соединительную коробку, одно из отверстий которой содержит клапан вдоха, соединенный со шлангом вдоха, а другое отверстие - клапан выдоха, соединенный со шлангом выдоха. Теплообменник имеет внешнюю и внутреннюю камеры. Внутренняя камера установлена внутри внешней камеры с образованием между их стенками пространства для прохождения вдыхаемого воздуха. Шланг вдоха, имеющий нагревательный элемент, соединен с внешней камерой, а шланг выдоха с внутренней камерой. Верхнее основание внешней камеры имеет верхний патрубок внешней камеры, выполненный с возможностью выхода нагретого воздуха из теплообменника в шланг вдоха, и отверстие для вывода верхнего патрубка внутренней камеры. Нижнее основание внешней камеры имеет нижний патрубок внешней камеры, выполненный с возможностью поступления вдыхаемого воздуха из окружающей среды, и отверстие для вывода нижнего патрубка внутренней камеры. Верхнее основание внутренней камеры имеет верхний патрубок внутренней камеры, выполненный с возможностью поступления выдыхаемого воздуха по шлангу выдоха во внутреннюю камеру теплообменника, и нижнее основание внутренней камеры имеет нижний патрубок внутренней камеры, выполненный с возможностью выхода выдыхаемого воздуха в окружающую среду. Во втором варианте подогревателя воздуха для дыхания внешняя камера имеет нагревательный элемент, а шланг вдоха не имеет нагревательного элемента. Техническим результатом является создание подогревателя воздуха для дыхания, предотвращающего воздействие холодного воздуха на верхние дыхательные пути человека. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула