Способ экономии ресурса средств индивидуальной защиты органов дыхания и устройство для его осуществления

Способ экономии ресурса средств индивидуальной защиты органов дыхания и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД). Под ресурсом СИЗОД понимается показатель защитной способности, выраженный во временных, объемных или других величинах и который, как правило, связан с количеством потребляемого человеком для дыхания воздуха. Зависимости ресурса от количества потребляемого воздуха не имеют лишь СИЗОД с постоянной подачей кислорода.

Известен способ увеличения времени защитного действия автономных дыхательных аппаратов (патент РФ 2085233 С1, 27.07.97), состоящий в том, что подача дыхательной смеси в дыхательные пути человека осуществляется от разрежения, создаваемого легкими человека при вдохе с последующим выдохом дыхательной смеси, состоящей из двух частей. Первая часть выдыхаемого воздуха из мертвого пространства дыхательных путей и подмасочного пространства СИЗОД, не участвующая в легочном газообмене, отбирается и подается на следующий вдох, а остальная часть выдыхаемого воздуха, участвующая в легочном газообмене, отводится за пределы СИЗОД.

Как установлено дополнительными исследованиями, изменение газового состава выдыхаемого воздуха происходит постепенно, между чистым воздухом и воздухом, насыщенным углекислотой со сниженным содержанием кислорода, имеется переходная зона, в которой концентрации кислорода и углекислого газа незначительно изменены, но не нарушают безопасных условий дыхания, поэтому более корректно было бы говорить не о двух частях выдыхаемого воздуха (участвующей и не участвующей в легочном газообмене), а о частях выдыхаемого воздуха, пригодной и непригодной для дыхания.

Управление отбором части дыхательной смеси осуществляется при помощи впускного и выпускного клапанов резервуара, регулировка которых выполнена таким образом, что давление срабатывания впускного меньше давления срабатывания клапана выдоха СИЗОД, а разрежение срабатывания выпускного меньше срабатывания клапана легочного автомата.

Недостатком указанного технического решения является то, что оно обеспечивает наполнение и опорожнение резервуара в процессе дыхания, но не может обеспечить отбор части выдыхаемого воздуха, пригодного для дыхания, поскольку нет связи между отобранным воздухом и закрытием клапана.

Из уровня техники известно, что для обеспечения разборчивости речи при разговорах между работающими в аппаратах на лицевых частях применяются разговорные мембраны, представляющие собой размещенные в корпусе мембраны, проводящие звуковые колебания, но не нарушающие герметичность подмасочного пространства.

Техническим результатом предложенного изобретения является экономия ресурса СИЗОД за счет подачи оптимального количества воздуха, необходимого для дыхания. При этом появляется возможность как увеличения ресурса СИЗОД, так и улучшения эргономических параметров СИЗОД, например снижения массы.

Технический результат достигается тем, что в способе экономии ресурса средств индивидуальной защиты органов дыхания подача дыхательной смеси в дыхательные пути человека осуществляется от разрежения, создаваемого легкими человека при вдохе с последующим выдохом дыхательной смеси, состоящей из двух частей, первая часть выдыхаемого воздуха из мертвого пространства дыхательных путей и подмасочного пространства средств индивидуальной защиты органов дыхания, не участвовавшая в легочном газообмене, отбирается и подается на следующий вдох, а остальная часть выдыхаемого воздуха, участвовавшая в легочном газообмене, отводится за пределы средства индивидуальной защиты органов дыхания. В отличие от известного технического решения, объем отводимой в дыхательный мешок или мешки первой части выдыхаемого воздуха ограничивается таким образом, что в них исключается наличие непригодного для дыхания воздуха путем ограничения объема дыхательного мешка или мешков, при этом подбор материала стенок мешка или мешков и их формы осуществляется таким образом, что давление наполнения и разрежение опорожнения меньше давления срабатывания клапана выдоха и клапана вдоха средства индивидуальной защиты органов дыхания соответственно, горловину выполняют в виде параллельных каналов, препятствующих проникновению турбулентного потока воздуха из подмасочного пространства в дыхательный мешок или мешки при интенсивном выдохе.

Устройство экономии ресурса средств индивидуальной защиты органов дыхания содержит подмасочное пространство с впускным и выпускным клапанами. В отличие от известного технического решения в подмасочное пространство введен дополнительный резервуар или резервуары в виде дыхательного мешка или мешков из эластичного материала, при этом подбор материала стенок мешка или мешков и их формы осуществляется таким образом, что давление наполнения и разрежение опорожнения меньше давления срабатывания клапана выдоха и клапана вдоха средства индивидуальной защиты органов дыхания соответственно, а дыхательный мешок или мешки соединены с подмасочным пространством и помещены в жесткий корпус или корпуса такого объема, что в них исключается наличие непригодного для дыхания воздуха, горловина дополнительного резервуара или резервуаров выполнена в виде параллельных каналов, препятствующих проникновению турбулентного потока воздуха из подмасочного пространства в дыхательный мешок при интенсивном выдохе.

Дыхательный мешок или мешки размещены на лицевой части средств индивидуальной защиты органов дыхания, а в корпусе дыхательного мешка или мешков выполнены прорези.

Способ заключается в использовании физиологической особенности дыхательной системы человека - наличии мертвого пространства в воздуховодных путях, где не происходит газообмена кислорода на углекислый газ, а также несовершенства способов соединения дыхательного аппарата с воздуховодными путями человека, которые имеют свое вредное пространство. Сумма объемов мертвого пространства дыхательных путей человека и вредного пространства лицевых частей сравнима с объемом дыхательного воздуха. Для дыхания также можно использовать часть воздуха, поступающего из легких и имеющего незначительные изменения в газовом составе, но также пригодного для дыхания.

Объемы мертвого пространства дыхательных путей и подмасочного пространства зависят от антропометрических данных человека, поэтому объем отводимого в дыхательный мешок выдыхаемого воздуха также должен подбираться в целях обеспечения безопасности дыхания.

В зависимости от эргономических требований и конструкции лицевой части СИЗОД различными могут быть конструктивное исполнение и количество дыхательных мешков для отбора части дыхательного воздуха, но при этом должно выполняться условие безопасности - в объеме мешков не должно быть непригодного для дыхания воздуха.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для реализации способа; на фиг.2 - общий вид лицевой части СИЗОД с двумя дыхательными мешками устройства экономии ресурса.

Устройство для реализации предложенного способа работает следующим образом: при выдохе часть дыхательного воздуха, находящегося в подмасочном пространстве 1 и в объеме мертвого пространства дыхательных путей человека 2 и частично в легких 3, наполняет дыхательный мешок 4. Объем поступающего в дыхательный мешок воздуха ограничен корпусом дыхательного мешка 5 таким образом, что в нем исключается наличие непригодного для дыхания воздуха с повышенным содержанием углекислого газа и пониженным - кислорода. После чего остальная часть дыхательного воздуха, непригодная для дыхания, через клапан выдоха 6 стравливается за пределы СИЗОД. При вдохе за счет разрежения, создаваемого легкими человека 3, мешок 4 опорожняется, и зарезервированный при выдохе воздух попадает в дыхательные пути человека 2 и далее в легкие 3, после чего объем дыхательной смеси доводится до величины, необходимой для вдоха через клапан вдоха 7.

Подбор материала стенок мешка 4 и его формы осуществляется таким образом, что давление наполнения и разрежение опорожнения меньше давления срабатывания клапана выдоха 6 и клапана вдоха 7 соответственно.

Для исключения перемешивания отобранного в мешок воздуха с остальной частью выдыхаемой смеси горловина мешка 8 выполняется в виде параллельных каналов 9, препятствующих проникновению турбулентного потока воздуха при интенсивном выдохе из подмасочного пространства в дыхательный мешок.

Размещение на лицевой части СИЗОД 10 дыхательного мешка 4, имеющего достаточно развитую поверхность из эластичного материала и прорези 11 в корпусе дыхательного мешка 5, позволяет отказаться от разговорной мембраны как устройства, так как разборчивость речи в этом случае не ухудшается, а дыхательный мешок выполняет функцию объемного резонатора.

Отсутствие клапанов между дыхательным мешком и подмасочным пространством позволяет снизить сопротивление дыханию в начальной стадии вдоха и выдоха.

Для удобства размещения, с точки зрения эргономики, устройства экономии ресурса на лицевой части СИЗОД оно может быть выполнено в виде нескольких дыхательных мешков, соединенных с подмасочным пространством. При этом сумма объемов мешков не должна превышать безопасного объема, при котором исключается попадание в них непригодного для дыхания воздуха, а горловина каждого должна быть выполнена в виде параллельных каналов, препятствующих проникновению турбулентного потока воздуха из подмасочного пространства в дыхательный мешок при интенсивном выдохе.

1. Способ экономии ресурса средств индивидуальной защиты органов дыхания, состоящий в том, что подача дыхательной смеси в дыхательные пути человека осуществляется от разрежения, создаваемого легкими человека при вдохе с последующим выдохом дыхательной смеси, состоящей из двух частей, первая часть выдыхаемого воздуха из мертвого пространства дыхательных путей и подмасочного пространства средств индивидуальной защиты органов дыхания, не участвовавшая в легочном газообмене, отбирается и подается на следующий вдох, а остальная часть выдыхаемого воздуха, участвовавшая в легочном газообмене, отводится за пределы средства индивидуальной защиты органов дыхания, отличающийся тем, что объем отводимой в дыхательный мешок или мешки первой части выдыхаемого воздуха ограничивается таким образом, что в них исключается наличие непригодного для дыхания воздуха путем ограничения объема дыхательного мешка или мешков, при этом подбор материала стенок мешка или мешков и их формы осуществляется таким образом, что давление наполнения и разрежение опорожнения меньше давления срабатывания клапана выдоха и клапана вдоха средства индивидуальной защиты органов дыхания соответственно, горловину выполняют в виде параллельных каналов, препятствующих проникновению турбулентного потока воздуха из подмасочного пространства в дыхательный мешок или мешки при интенсивном выдохе.

2. Устройство экономии ресурса средств индивидуальной защиты органов дыхания, содержащее подмасочное пространство с впускным и выпускным клапанами, отличающееся тем, что в подмасочное пространство введен дополнительный резервуар или резервуары в виде дыхательного мешка или мешков из эластичного материала, при этом подбор материала стенок мешка или мешков и их формы осуществляется таким образом, что давление наполнения и разрежение опорожнения меньше давления срабатывания клапана выдоха и клапана вдоха средства индивидуальной защиты органов дыхания соответственно, а дыхательный мешок или мешки соединены с подмасочным пространством и помещены в жесткий корпус или корпуса такого объема, что в них исключается наличие непригодного для дыхания воздуха, горловина дополнительного резервуара или резервуаров выполнена в виде параллельных каналов, препятствующих проникновению турбулентного потока воздуха из подмасочного пространства в дыхательный мешок при интенсивном выдохе.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дыхательный мешок или мешки размещены на лицевой части средств индивидуальной защиты органов дыхания, а в корпусе дыхательного мешка или мешков выполнены прорези.