RU2120812C1

RU2120812C1 - Isolating respiratory apparatus

Info

Publication number: RU2120812C1
Application number: RU97105590/12A
Authority: RU
Inventors: А.А. Русанов
Original assignee: Тамбовский научно-исследовательский химический институт
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-27

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has breathing sack, regeneration and adsorption cartridges, flexible tubes for breathing in and out, distribution member mounted on a flexible tube controlling exhaled air outflow through regeneration cartridge. The distribution member has air duct with a valve controllable through flexible connection member fixed on side opposite to the breathing sack. Adsorption cartridge is mounted on inhalation tube and the air duct is attached to the breathing sack. EFFECT: reduced carbon dioxide consumption. 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам защиты органов дыхания и может быть использовано при разработке и изготовлении изолирующих дыхательных аппаратов на химически связанном кислороде. The invention relates to respiratory protection and can be used in the development and manufacture of insulating breathing apparatus on chemically bound oxygen.

Известен изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде (авт. свид. СССР N 1029963, кл. A 62 B 7/08, 1983), содержащий дыхательный мешок с клапаном избыточного давления, связанный шлангом вдоха с загубником и воздуховодами с параллельно установленными патроном и кислородсодержащим веществом и патроном с поглотителем диоксида углерода. Для распределения потока выдыхаемого воздуха между патронами на шланге выдоха установлен регулятор, выполненный в виде полого корпуса и соединенный с патроном с кислородсодержащим веществом и с поглотительным патроном посредством двух укрепленных в нем соосно трубок Вентури. Между трубками Вентури установлена связанная с мембранными клапанами пластина, которая в зависимости от направления прогиба мембран прикрывает или открывает вход в трубки, тем самым перераспределяя потоки выдыхаемого воздуха через патроны. Known insulating breathing apparatus on chemically bound oxygen (ed. Certificate of the USSR N 1029963, class A 62 B 7/08, 1983), containing a breathing bag with an overpressure valve, connected by a breathing hose with a mouthpiece and air ducts with a parallel cartridge and oxygen-containing substance and cartridge with a carbon dioxide absorber. To distribute the flow of exhaled air between the cartridges on the exhalation hose, a regulator is installed, made in the form of a hollow body and connected to the cartridge with an oxygen-containing substance and with an absorbing cartridge by means of two coaxially mounted Venturi tubes. A plate connected to the membrane valves is installed between the venturi tubes, which, depending on the direction of the deflection of the membranes, covers or opens the entrance to the tubes, thereby redistributing the exhaled air flows through the cartridges.

Благодаря такой конструкции оптимизируется процесс выделения кислорода регенеративным веществом. Thanks to this design, the process of oxygen evolution by a regenerative substance is optimized.

Недостатком такого аппарата является то,что конструктивное выполнение регулятора является крайне сложным, что не обеспечивает достаточную надежность работы дыхательного аппарата. The disadvantage of this apparatus is that the design of the controller is extremely complex, which does not provide sufficient reliability of the breathing apparatus.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является химический кислородный аппарат (пат. ФРГ N 2733601, кл. A 62 B 7/08, 1980), содержащий регенеративный патрон, установленный параллельно ему поглотительный патрон, дыхательный мешок, соединенный с выходами патронов, шланги вдоха и выдоха, установленный на шланге выдоха распределительный элемент, регулирующий поток выдыхаемого воздуха через регенеративный и поглотительный патроны. Распределительный элемент выполнен в виде воздуховода с клапаном, управляемого гибкой связью, закрепленной на противоположной клапанам стороне дыхательного мешка. The closest in technical essence to the proposed is a chemical oxygen apparatus (US Pat. Germany N 2733601, class A 62 B 7/08, 1980), containing a regenerative cartridge, an absorption cartridge installed parallel to it, a breathing bag connected to the exits of the cartridges, inspiration hoses and exhalation, a distribution element mounted on the exhalation hose that controls the flow of exhaled air through regenerative and absorption cartridges. The distribution element is made in the form of an air duct with a valve controlled by a flexible connection fixed on the side of the breathing bag opposite the valves.

Конструктивное выполнение аппарата обеспечивает поочередное включение регенеративного и поглотительного патронов в дыхательный контур в зависимости от степени наполнения дахательного мешка. По мере наполнения дыхательного мешка распределительный клапан закрывает доступ выдыхаемого воздуха к регенеративному патрону и открывает доступ к поглотительному патрону. Если дыхательный мешок пуст, распределительный клапан направляет выдыхаемый воздух через регенеративный патрон. The constructive implementation of the apparatus provides the alternate inclusion of regenerative and absorbing cartridges in the respiratory circuit, depending on the degree of filling of the breathing bag. As the breathing bag fills, the control valve closes the exhaled air access to the regenerative cartridge and allows access to the absorption cartridge. If the breathing bag is empty, the control valve directs exhaled air through the regenerative cartridge.

Распределение потока воздуха через патроны в зависимости от степени наполнения дыхательного мешка обеспечивает поступление кислорода в дыхательный контур в соответствии с потребностью в нем. При этом конструктивное выполнение регулятора отличается простотой и надежностью. The distribution of air flow through the cartridges, depending on the degree of filling of the breathing bag, provides oxygen to the breathing circuit in accordance with the need for it. At the same time, the design of the controller is simple and reliable.

Вместе с тем, данная конструкция аппарата не позволяет обеспечить необходимую концентрацию диоксида углерода в дыхательной смеси в течение всего периода эксплуатации аппарата. Известно, что по мере отработки регенеративного продукта в регенеративном патроне происходит постепенное нарастание концентрации диоксида углерода на выходе из патрона. Параллельное расположение поглотительного и регенеративного патронов не обеспечивает надежной защиты от проскока диоксида углерода в воздух, подаваемый на дыхание, поскольку при таком взаимном расположении патронов при уменьшении объема дыхательного мешка в процессе дыхания регулятор направляет выдыхаемый воздух в регенеративный патрон, затем в дыхательный мешок и затем воздух с повышенным содержанием диоксида углерода поступает на дыхание, поскольку минует поглотительный патрон. However, this design of the apparatus does not allow to provide the necessary concentration of carbon dioxide in the respiratory mixture during the entire period of operation of the apparatus. It is known that as the regenerative product is worked out in the regenerative cartridge, a gradual increase in the concentration of carbon dioxide at the outlet of the cartridge occurs. The parallel arrangement of the absorbing and regenerative cartridges does not provide reliable protection against the leakage of carbon dioxide into the air supplied to the breath, since with this mutual arrangement of the cartridges with a decrease in the volume of the breathing bag during breathing, the regulator directs the exhaled air into the regenerative cartridge, then into the breathing bag and then air with a high content of carbon dioxide enters the breath, as the absorption cartridge passes.

Таким образом, параллельное по ходу потока воздуха расположение поглотительного и регенеративного патронов в дыхательном аппарате не обеспечивает поддержание требуемого состава дыхательной смеси в процессе всего периода эксплуатации аппарата или уменьшает время защитного действия аппарата, поскольку время защитного действия лимитируется не только запасом активного кислорода в регенеративном патроне, но и его защитной способностью по диоксиду углерода. Thus, the location of the absorbing and regenerative cartridges in the breathing apparatus parallel to the flow of air does not ensure the maintenance of the required composition of the respiratory mixture during the entire period of operation of the apparatus or reduces the time of the protective action of the device, since the time of the protective action is limited not only by the supply of active oxygen in the regenerative cartridge, but also its carbon dioxide protective ability.

Задачей изобретения является создание конструкции дыхательного аппарата на химически связанном кислороде, которая позволяет снизить концентрацию диоксида углерода на вдохе, при этом поступление кислорода в дыхательный контур, как и у известного аппарата, регулируется потребностью в нем. The objective of the invention is to create a design of a breathing apparatus on chemically bound oxygen, which allows to reduce the concentration of carbon dioxide on inspiration, while the flow of oxygen into the respiratory circuit, as in the known apparatus, is regulated by the need for it.

Задача решается предлагаемым изобретением, согласно которому изолирующий дыхательный аппарат на химически связанном кислороде содержит дыхательный мешок, регенеративный и поглотительный патроны, шланги вдоха и выдоха, установленный на шланге выдоха распределительный элемент, регулирующий поток выдыхаемого воздуха через регенеративный патрон. Распределительный элемент выполнен в виде воздуховода с клапаном, управляемым гибкой связью, закрепленной на противоположной клапану стороне дыхательного мешка, при этом поглотительный патрон установлен на шланге вдоха, а воздуховод соединен с дыхательным мешком. The problem is solved by the present invention, according to which an insulating breathing apparatus on chemically bound oxygen contains a breathing bag, regenerative and absorption cartridges, inhalation and exhalation hoses, a distribution element mounted on the exhalation hose that controls the flow of exhaled air through the regenerative cartridge. The distribution element is made in the form of an air duct with a valve controlled by a flexible connection fixed to the side of the air bag on the opposite side of the valve, while the absorption cartridge is mounted on the inhalation hose and the air duct is connected to the air bag.

При эксплуатации аппарата такой конструкции воздух на фазе вдоха постоянно проходит через поглотительный патрон независимо от распределения потоков внутри аппарата, при этом обеспечивается эффективная очистка вдыхаемого воздуха от диоксида углерода. В то же время поступление кислорода в дыхательный мешок регулируется по степени наполнения дыхательного мешка, то есть поступление кислорода в дыхательный контур регулируется потребностью в нем. During operation of an apparatus of this design, the air in the inspiratory phase constantly passes through the absorption cartridge, regardless of the distribution of flows within the apparatus, while ensuring effective cleaning of the inhaled air from carbon dioxide. At the same time, the flow of oxygen into the breathing bag is regulated by the degree of filling of the breathing bag, that is, the flow of oxygen into the breathing circuit is regulated by the need for it.

Конструктивное выполнение аппарата представлено на чертеже. Аппарат содержит лицевую часть 1, соединенную через шланг вдоха с поглотительным патроном 3 и через шланг выдоха 4 с регенеративным патроном 5. Шланги вдоха 2 и выдоха 4 снабжены, соответственно, клапанами вдоха 6 и выдоха 7. На шланге выдоха 4 расположен распределительный элемент, представляющий собой воздуховод 8 с распределительным клапаном 10 и гибкой связью 11. Один конец воздуховода 8 соединен со шлангом выдоха 4, а другой - с дыхательным мешком 9, таким образом, между шлангом 4 и дыхательным мешком 9 образуется линия перепуска, по которой выдыхаемый газ может поступать в дыхательный мешок непосредственно из шланга 4 выдоха, минуя регенеративный патрон. Гибкая связь 11, закрепленная на клапане 10 соединена другим концом с противоположной клапану стороной дыхательного мешка. The structural embodiment of the apparatus is shown in the drawing. The apparatus includes a front part 1 connected through an inhalation hose with an absorption cartridge 3 and through an exhalation hose 4 with a regenerative cartridge 5. The inhalation 2 and exhalation 4 hoses are equipped with inspiratory 6 and exhal 7 valves, respectively. A distribution element is located on the exhalation hose 4, which represents an air duct 8 with a distribution valve 10 and a flexible connection 11. One end of the air duct 8 is connected to the exhalation hose 4, and the other to the breathing bag 9, so that an bypass line is formed between the hose 4 and the breathing bag 9. The supplied gas can enter the breathing bag directly from the exhalation hose 4, bypassing the regenerative cartridge. A flexible connection 11 fixed to the valve 10 is connected at the other end to the opposite side of the valve to the side of the breathing bag.

Аппарат работает следующим образом. Пользователь делает первый выдох, и выдыхаемая газовая смесь через клапан выдоха 7 поступает в шланг выдоха 4, проходит через регенеративный патрон 5, где она очищается от диоксида углерода и паров воды и обогащается кислородом, и поступает в дыхательный мешок. Пользователь делает вдох, и газовая смесь из дыхательного мешка 9 проходит в поглотительный патрон, где дополнительно очищается от диоксида углерода, и по шлангу вдоха 2 через клапан вдоха 6 поступает на вдох. Далее дыхательный цикл повторяется. The device operates as follows. The user exhales for the first time, and the exhaled gas mixture through the exhalation valve 7 enters the exhalation hose 4, passes through the regenerative cartridge 5, where it is cleaned of carbon dioxide and water vapor and enriched with oxygen, and enters the breathing bag. The user takes a breath, and the gas mixture from the breathing bag 9 passes into the absorption cartridge, where it is further cleaned of carbon dioxide, and through the inhalation hose 2 through the inhalation valve 6 enters the breath. Further, the respiratory cycle is repeated.

По мере наполнения дыхательного мешка 9 распределительный клапан 10 начинает открываться за счет натяжения гибкой связи 11, и часть выдыхаемой газовой смеси из шланга выдоха 4 проходит в дыхательный мешок 9 по воздуховоду, минуя регенеративный патрон 5. Это приводит к уменьшению количества кислорода, выделяемого регенеративным продуктом и, соответственно, к уменьшению степени наполнения дыхательного мешка 9. Уменьшение объема дыхательного мешка в свою очередь вызывает ослабление натяжения гибкой связи 11 и клапан 10 начинает закрываться, тем самым направляя поток выдыхаемого воздуха через регенеративный патрон 5. Таким образом, одновременно с регулированием величины потока выдыхаемого воздуха через регенеративный патрон по степени наполнения дыхательного мешка обеспечивается эффективная очистка вдыхаемого воздуха от диоксида углерода, поскольку воздух на дыхание проходит через поглотительный патрон. As the breathing bag 9 is filled, the distribution valve 10 begins to open due to the tension of the flexible connection 11, and part of the exhaled gas mixture from the exhalation hose 4 passes into the breathing bag 9 through the air duct, bypassing the regenerative cartridge 5. This leads to a decrease in the amount of oxygen released by the regenerative product and, accordingly, to a decrease in the degree of filling of the respiratory bag 9. A decrease in the volume of the respiratory bag in turn causes a weakening of the flexible connection 11 and the valve 10 begins to close, thereby directing the flow of exhaled air through the regenerative cartridge 5. Thus, while controlling the magnitude of the flow of exhaled air through the regenerative cartridge according to the degree of filling of the breathing bag, an effective purification of the inhaled air from carbon dioxide is ensured, since breathing air passes through the absorption cartridge.

Claims

An isolating breathing apparatus based on chemically bonded oxygen, containing a breathing bag, regenerative and absorbing cartridges, inhalation and exhalation hoses, a distribution element mounted on the exhalation hose, made in the form of an air duct with a valve controlled by a flexible coupling, fixed to the side of the respiratory bag on the opposite valve, that the absorption cartridge is installed on the inhalation hose, and the duct is connected to the breathing bag.