Устройство для насыщения воздуха аэроионами и аэрозолями лекарственных веществ в замкнутом объеме (варианты)

Устройство для насыщения воздуха аэроионами и аэрозолями лекарственных веществ в замкнутом объеме (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для нормализации деятельности эндокринной и иммунной систем человека, для лечения заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы, а также для очистки воздуха от микрофлоры в замкнутых объемах. Устройство для насыщения воздуха аэроионами и аэрозолями лекарственных веществ содержит корпус, в воздухопроводе которого размещены вентилятор, фильтр-насытитель между перфорированными перегородками и источник лекарственных веществ с дозатором. У выходного отверстия воздухопровода установлены датчики потока аэроионов, а в помещении - измерители концентрации аэроионов. Устройство имеет также блок управления, программный блок, регулирующий дозатор, пульсатор воздушного потока и регулятор потока. В качестве активного материала фильтра используется соляной компаунд с ингибитором коррозии конструктивных материалов. Для варианта устройства индивидуального использования на выходе воздухопровода установлен гибкий воздуховод с дыхательной маской на конце, снабженной обратным клапаном. Технический результат: создание полноценного по своим характеристикам состава газа. 2 с. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для нормализации деятельности эндокринной и иммунной систем, укрепления жизненных сил организма, для лечения заболеваний органов дыхания и сердечнососудистой системы, кроме того, оно может применяться в промышленности и в быту для очистки воздуха от аллергенов, микрофлоры в замкнутых помещениях и насыщения его отрицательно заряженными легкими аэроионами.

Известно устройство для насыщения воздуха ионами лекарственных веществ (RU 2069570, 1996), содержащее воздуходувку (вентилятор), воздухопровод с фильтром-накопителем и источник лекарственного вещества в виде монолита, размещенного в держателе, при этом на участке от воздуходувки до фильтра-накопителя воздухопровод выполнен гибким. Устройство подводит насыщенный ионами и аэрозолями лекарственных веществ воздух непосредственно к обрабатываемой поверхности или потребителю.

Недостатком устройства является низкий уровень насыщения воздуха легкими отрицательными аэроионами, а также снижение уровня насыщения ими при длительной работе устройства. Кроме того, устройство не регулируется по составу воздуха.

Известна климатическая камера (SU 1837900, 1993), в которой имеется герметичное помещение, соединенное с воздухопроводом, с установленным в нем регулятором давления, воздуходувкой, соляным фильтром-насытителем из смеси дробленой сильвинитовой руды и насыщенного раствора хлористого калия и хлористого натрия, дозаторами кислорода и углекислого газа. Воздух в камере регулируется по составу и давлению.

Регенерация фильтра-насытителя осуществляется его периодическим вращением, при этом изменяется количество частиц KCl и NaCl в атмосфере воздуха, поступающего в помещение. В камере поддерживаются заданные параметры воздуха, однако камера имеет большую массу, занимает большой объем и требует значительных мощностей энергии для обслуживания, что не позволяет использовать ее в условиях с ограничениями по доставке и размещению крупнотоннажного оборудования, а также требует дополнительной настройки регулирующей аппаратуры.

Известно устройство для насыщения воздуха ионами лекарственных веществ (RU 2063776, 1996), рассмотренное в качестве прототипа изобретения, содержащее корпус, в воздухопроводе которого установлены вентилятор, сообщенный с расположенным между перфорированными перегородками фильтром-насытителем, активный материал которого включает измельченные компоненты, и источник лекарственных веществ с дозатором, распределенный по поперечному сечению держателя, установленного коаксиально корпусу.

На входе устройства воздух сбалансирован по биологически активным веществам воздуха. Однако из-за невозможности использования режима регенерации фильтра в течение продолжительного времени эксплуатации сбалансированность состава воздуха в замкнутом объеме или при подаче в зону дыхания пациента нарушается.

Для замкнутых объемов (долговременно функционирующие пилотируемые космические аппараты, обитаемые подводные аппараты, специальные лечебные и лабораторные помещения) воздушная среда, в которой находятся люди, работающие в них, проходит многократные циклы регенерации. После искусственной регенерации воздух сохраняет свои основные свойства, но утрачивает некоторые микропримеси, к которым относятся в первую очередь легкие аэроионы и аэрозоли, что сказывается на экологическом балансе внутри замкнутого объема.

Исследования показали, что отсутствие или низкое содержание в воздухе легких аэроионов делает последние непригодным для нормального протекания в организме человека обменных процессов, приводит к появлению патологических изменений, ощущению духоты, головной боли, понижению внимания, понижению умственных способностей и потере восстановительных способностей организма.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию и поддержанию в замкнутых помещениях и объемах, например в дыхательных масках, полноценного по основным физико-химическим характеристикам газообразного дыхательного вещества, обеспечивающего сохранение здорового состояния человека.

С помощью легкой малогабаритной, автоматически управляемой установки обеспечивается постоянство заданного состава воздуха по насыщенности отрицательно заряженными легкими аэроионами и мелкодиспенсными соляными аэрозолями и аэрозолями специально подобранных лекарственных препаратов. Кроме того, при использовании предлагаемого устройства решается задача снижения затрат на изготовление, эксплуатацию и расширяется область использования.

Сущность предлагаемого изобретения для варианта устройства насыщения воздуха аэроионами и аэрозолями лекарственных веществ, используемого в замкнутом помещении с определенным объемом, заключается в том, что в устройстве, содержащем корпус, в воздухопроводе которого установлены вентилятор, сообщенный с расположенными между перфорированными перегородками фильтром-насытителем, активный материал которого включает измельченные компоненты, и источник лекарственных веществ с дозатором, распределенный по поперечному сечению держателя, установленного коаксиально корпусу, дополнительно у входного отверстия воздухопровода установлены датчики потока аэроионов, в замкнутом объеме (помещении) размещены периферийные измерители концентрации аэроионов, подключенные к блоку управления, снабженному программным устройством и соединенному с дозатором лекарственных веществ и пульсатором воздушного потока. Активным материалом фильтра-насытителя является соляной компаунд с ингибитором коррозии конструктивных материалов.

Выходное отверстие воздухопровода может быть снабжено жалюзи.

Источником лекарственных веществ может быть впитывающая салфетка.

Кроме того, пульсатор воздушного потока может иметь механический или электромеханический привод и регулироваться по частоте и мощности воздушного импульса.

На выходе вентилятора может быть установлен регулятор потока, подключенный к блоку управления.

Соляным компаундом преимущественно выбирается кусковая сильвинитовая горная порода.

Перфорированные перегородки фильтра-насытителя могут быть выполнены в виде упругой сетки с размером ячеек менее 0,7 мм.

При этом источник лекарственных веществ может иметь набор фильтрующих элементов, подведенных к дозатору лекарственных веществ с возможностью их избирательной подачи.

Для варианта, выполненного в виде индивидуального устройства для насыщения воздуха аэроионами и аэрозолями лекарственных веществ, сущность изобретения заключается в том, что в устройстве, содержащем корпус, в воздухопроводе которого установлены вентилятор, сообщенный с расположенным между перфорированными перегородками фильтром-насытителем, активный материал которого включает измельченные компоненты, и источник лекарственных веществ с дозатором, распределенный по поперечному сечению держателя, установленного коаксиально корпусу, дополнительно у выходного отверстия воздухопровода установлены датчики потока аэроионов, подключенные к блоку управления, снабженному программным устройством, соединенному с дозатором лекарственных веществ и пульсатором воздушного потока, установленным между вентилятором и фильтром-насытителем. Активным материалом фильтра-насытителя является соляной компаунд с ингибитором коррозии конструктивных материалов. Выход воздухопровода через переходник связан с гибким воздуховодом, на противоположном конце которого установлена дыхательная маска с обратным клапаном, а параллельно воздухопроводу в корпусе имеется обратный воздуховод, выход которого подведен к вентилятору.

Также, как и в первом варианте, источник лекарственных веществ может быть выполнен в виде впитывающей салфетки, пульсатор воздушного потока регулируется по частоте и мощности воздушного импульса, а его привод является механическим или электромеханическим. На выходе вентилятора предпочтительно устанавливают регулятор потока, связанный с блоком управления, а в качестве соляного компаунда может использоваться сильвинитовая горная порода.

В качестве перфорированных перегородок фильтра-насытителя может использоваться упругая сетка с размером ячеек менее 0,7 мм, а источником лекарственных веществ является набор фильтрующих элементов, подведенных к дозатору с возможностью их избирательной подачи.

На фиг.1 представлена схема устройства для насыщения воздуха аэроионами и аэрозолями лекарственных веществ в замкнутом объеме (вариант 1).

На фиг. 2 представлена схема устройства в индивидуальном исполнении (вариант 2).

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг.1, 2), в котором размещены воздухопровод 2 с вентилятором 11, фильтром-насытителем 3 и источником лекарственных веществ 6. Фильтр 3 установлен между перфорированными перегородками 4. Источник 6 распределен по поперечному сечению держателя, расположенного коаксиально корпусу 1 (не показан), и представляет собой впитывающую салфетку или какой-либо пористый элемент. Источник 6 конструктивно может быть оформлен как набор фильтрующих пористых элементов, установленных напротив дозатора лекарственных веществ 5, перемещаемых пользователем в зависимости от необходимого состава аэрозолей, насыщающих воздух. Фильтр-насытитель 3 представляет собой лоток с контейнером для соляного компаунда с ингибитором коррозии конструкционных материалов, верхнее и нижнее днища которого сделаны из упругого воздухопроницаемого материала. Размер ячеек перфорированных перегородок менее 0,7 мм. Для устранения пылеуноса и экономии расхода активного материала фильтр-насытитель с перегородками и источник лекарственных веществ с дозатором могут быть объединены в одном блоке.

Активный материал фильтра 9 представляет собой соляной компаунд с ингибитором коррозии конструктивных материалов, которым является кусковая сильвинитовая горная порода (сильвинит), содержащая NaCl, KCl, CaO₄, MgCl₂ с размерами частиц 0,5-1 мкм, что позволяет при работающем вентиляторе создать в фильтре режим взвешенного слоя.

У выходного отверстия воздухопровода 7 установлены датчики потока аэроионов 8 (ими могут быть, например, портативный счетчик аэроионов MAC-01 или измеритель концентрации аэроионов "Сапфир-ЗК"), на его выходе (вариант 1) имеются жалюзи 10.

В замкнутом объеме (помещении, камере и т.п.) на его стенах в различных местах устанавливаются периферийные измерители концентрации аэроионов 13 (типа "Сапфир-ЗК").

Электродвигатель вентилятора 12 и регулятор потока 14 подключены к блоку управления 15, который связан также с дозатором лекарственных веществ 5 и пульсатором воздушного потока 17, выполняющим функцию регенератора фильтра. Привод пульсатора, механический или электромеханический, регулируется блоком управления по частоте и мощности воздушного импульса в зависимости от размера частиц компаунда.

Блок управления 15 связан с программным блоком 16, получающим данные измерений концентрации аэроионов и аэрозолей на выходе воздушного потока из устройства от датчиков потока аэроионов 8 и в замкнутом объеме от периферийных измерителей концентрации аэроионов 13, входы датчиков и измерителей через преобразователь сигнала 18 подключены к шине программного блока 16.

Для второго варианта выполнения устройства в виде аппарата индивидуального использования (фиг.2) основные конструктивные элементы выполнены аналогично первому варианту, дополнительно на входе воздушного потока в устройство установлен обратный клапан 19, на выходе воздухопровода 7 вместо жалюзи имеется переходник, связывающий его с гибким воздухопроводом 20, на конце которого установлена дыхательная маска 21 с клапаном вдоха (обратный клапан).

Параллельно воздухопроводу 2 в корпусе 1 имеется обратный воздуховод 22, вход которого совмещен с выходным отверстием воздухопровода 7, а выход подведен к заборному окну вентилятора 11.

Электрическая схема для второго варианта аналогична первому за исключением периферийных измерителей, отсутствующих в аппарате индивидуального пользования.

На выходе предлагаемого устройства может быть получен поток воздуха с концентрацией аэрозоля лекарственного вещества 1,83,2 мг/м³ и отрицательно заряженных аэроионов 6,37,710⁶ ионов/м³, при этом в дыхательных путях организма человека осаждается и поступают в кровяное русло соляные ионы К, Na, Mg, регулируя активность ферментов и скорость биохимических обменных реакций.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Через окно вентилятора (фиг.1) или, при вдохе, через обратный клапан 19 (фиг. 2) и вентилятор 11 воздух из замкнутого объема (помещения) поступает в фильтр-насытитель, где обогащается электрически заряженными соляными аэроионами и аэрозолями, очищается от пыли и аллергенов.

Далее за счет создаваемого разрежения над рабочей поверхностью источника лекарственных веществ происходит отрыв электрических заряженных кластеров лекарственных веществ и насыщение ими воздушного потока, поступающего далее к потребителю в дыхательную маску или в помещение. Данные измерений от датчиков 8 и измерителей 13 поступают на вход программного блока 16 и в соответствии с заданным режимом воздушной среды в замкнутом объеме или дыхательной маске осуществляется коррекция режима работы пульсатора воздушного потока, регулятора потока и дозатора лекарственных веществ. Для варианта устройства индивидуального пользования воздушный поток циркулирует по замкнутому контуру при выдохе пользователя.

Регулярные ингаляции обработанной устройством воздушной среды людям, длительно находящимся в условиях замкнутого пространства и дышащим регенерируемым воздухом, положительно сказываются на их работоспособности, препятствуют ослаблению иммунитета и развитию хронических заболеваний.

Кроме того, подготовленная воздушная смесь оказывает бактерицидное и бактериостатическое воздействие на отдельные виды бактерий и грибов, а слой сильвинита при прохождении воздуха через него адсобирует примеси, содержащиеся в воздухе.

Изобретение позволяет также увеличить срок пребывания людей в замкнутом объеме при сохранении их нормального самочувствия.

Формула изобретения

1. Устройство для насыщения воздуха аэроионами и аэрозолями лекарственных веществ в замкнутом объеме, содержащее корпус, в воздухопроводе которого установлены вентилятор, сообщенный с расположенным между перфорированными перегородками фильтром-насытителем, активный материал которого включает измельченные компоненты, и источник лекарственных веществ с дозатором, распределенный по поперечному сечению держателя, установленного коаксиально корпусу, отличающееся тем, что дополнительно у выходного отверстия воздухопровода установлены датчики потока аэроионов, в замкнутом объеме размещены периферийные измерители концентрации аэроионов, подключенные к блоку управления, снабженному программным устройством и соединенные с дозатором лекарственных веществ и пульсатором воздушного потока, установленным между вентилятором и фильтром-насытителем, при этом активным материалом фильтра-насытителя является соляной компаунд с ингибитором коррозии конструктивных материалов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное отверстие воздухопровода снабжено жалюзи.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что источник лекарственных веществ выполнен в виде впитывающей салфетки.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что пульсатор воздушного потока выполнен с механическим или электромеханическим приводом с возможностью регулирования частоты и мощности воздушного импульса.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что на выходе вентилятора установлен регулятор потока, подключенный к блоку управления.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что соляным компаундом является сильвинитовая горная порода.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что перфорированные перегородки фильтра-насытителя выполнены в виде упругой сетки с размером ячеек менее 0,7 мм.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что источник лекарственных веществ выполнен в виде набора фильтрующих элементов, подведенных к дозатору лекарственных веществ с возможностью избирательной их подачи.

9. Устройство для насыщения воздуха аэроионами и ионами лекарственных веществ в замкнутом объеме, содержащее корпус, в воздухопроводе которого установлены вентилятор, сообщенный с расположенным между перфорированными перегородками фильтром-насытителем, активный материал которого включает измельченные компоненты, и источник лекарственных веществ с дозатором, распределенный по поперечному сечению держателя, установленного коаксиально корпусу, отличающееся тем, что дополнительно у выходного отверстия воздухопровода установлены датчики потока аэроионов, подключенные к блоку управления, снабженному программным устройством и соединенному с дозатором лекарственных веществ и пульсатором воздушного потока, установленным между вентилятором и фильтром-насытителем, при этом активным материалом фильтра-насытителя является соляной компаунд с ингибитором коррозии конструктивных материалов, а выход воздухопровода через переходник связан с гибким воздуховодом, на противоположном конце которого установлена дыхательная маска с обратным клапаном, а параллельно воздухопроводу в корпусе установлен обратный воздуховод, выход которого подведен к вентилятору.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что источник лекарственных веществ выполнен в виде впитывающей салфетки.

11. Устройство по любому из пп.9 и 10, отличающееся тем, что пульсатор воздушного потока выполнен с механическим или электромеханическим приводом с возможностью регулирования частоты и мощности воздушного импульса.

12. Устройство по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что на выходе вентилятора установлен регулятор потока, подключенный к блоку управления.

13. Устройство по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что соляным компаундом является сильвинитовая горная порода.

14. Устройство по любому из пп.9-13, отличающееся тем, что перфорированные перегородки фильтра-насытителя выполнены в виде упругой сетки с размером ячеек менее 0,7 мм.

15. Устройство по любому из пп.9-14, отличающееся тем, что источник лекарственных веществ выполнен в виде набора фильтрующих элементов, подведенных к дозатору лекарственных веществ с возможностью избирательной их подачи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2