ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ПРОЦЕДУР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК A61M16/00 

Изобретение относится к медицине, более конкретно к медицинской технике, и может быть использовано в устройствах для воздействия на дыхательную систему, например в дыхательных аппаратах для физиотерапевтических процедур, и касается усовершенствования клапанной системы.

Известно устройство для тренировки дыхания, содержащее полый корпус с каналами и эластичным лепестковым клапаном, размещенным внутри корпуса, выполненный с ограничителями в виде штанг для независимого регулирования положения лепесткового клапана (Авторское свидетельство СССР N 1442218, A 61 M 16/06, 1988). К недостаткам устройства следует отнести ненадежность перекрытия канала эластичным лепестковым клапаном из-за его двустороннего прогиба относительно соответствующей штанги и образования в результате этого боковых зазоров, способствующих утечке дыхательной среды.

Известен дыхательный аппарат для физиотерапевтических процедур, содержащий полый разъемный корпус с подающим и нагнетательным каналами, эластичную мембрану с выпуклым полым клинообразным смыкающимся клапаном со сквозным щелевым разрезом на конце в ее центральной части, направленным в нагнетательный канал, сообщенный его замембранной полостью через выпускные отверстия в корпусе с атмосферой, в котором в клинообразный клапан эластичной мембраны введено сопло, установленное со стороны подающего канала, снабженное опорным фланцем (заявка РФ N 94024116/14, МПК A 61 M 16/00, публ. 1996 г).

Дыхательный аппарат требует точной регулировки клапанной системы и не исключает прохлопывания конусообразного клапана эластичной мембраны через сопло в сторону подающего канала, что небезопасно из-за попадания в него отработанной дыхательной среды. Кроме того, изготовление эластичной мембраны с конусообразным клапаном является сложным, необходима точная дорогостоящая оснастка.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является дыхательный аппарат для физиотерапевтических процедур, содержащий полый разъемный корпус с подающим и нагнетательным каналами и выпускными отверстиями, размещенный в корпусе с возможностью аксиального перемещения в нем относительно нагнетательного канала гравитационный пластинчатый клапан с расположенным в нем направляющим каналом и соответственно установленные на выходах подающего, направляющего каналов и выпускных отверстиях лепестковые клапаны (Авторское свидетельство СССР N 186100, МПК A 61 M 16/20, 1966).

К недостаткам прототипа следует отнести залипание гравитационного пластинчатого клапана при выдохе дыхательной среды, отсутствие концентрирования потока дыхательной среды в направляющем канале гравитационного клапана, повышенная сопротивляемость направляющего канала, выполненного в виде простого отверстия в пластинчатом клапане, невозможность обеспечения подпора дыхательной среды в случае задержки дыхания, экстренного сброса дыхательной среды.

Основной задачей разработки является создание дыхательного аппарата для физиотерапевтических процедур, который позволял бы производить наполнение дыхательной средой легких пациента до уровня, благоприятного для обмена дыхательной среды, экстренного удаления дыхательной среды в случае необходимости.

Техническим результатом, положительным физиотерапевтическим показанием при использовании изобретения, является повышение его надежности и эффективности использования при реализации в аппарате, простота использования аппарата и быстрота его применения.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции дыхательного аппарата, его клапанной системы.

Для этого в дыхательном аппарате для физиотерапевтических процедур, содержащем полый разъемный корпус с подающим и нагнетательным каналами и выпускными отверстиями, размещенный в корпусе с возможностью аксиального перемещения в нем относительно нагнетательного канала гравитационный пластинчатый клапан с расположенным в нем направляющим каналом и соответственно установленные на выходах подающего, направляющего каналов и выпускных отверстий лепестковые клапаны, направляющий канал гравитационного пластинчатого клапана выполнен трубчатым, а лепестковый клапан выпускных отверстий выполнен в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием, установленной им на ниппеле нагнетательного канала с перекрытием выпускных отверстий, поджатой к корпусу упругим кольцевым элементом, надетым на ниппель, кольцевой кромкой выступающей над корпусом с возможностью отгиба ее и образования между нею и корпусом щелевого зазора для экстренного сброса дыхательной среды. Гибкая кольцевая мембрана выполнена выпуклой формы, опертой на корпус поверхностью со стороны ее ниши.

В другом варианте дыхательного аппарата для физиотерапевтических процедур, содержащем полый разъемный корпус с подающим и нагнетательным каналами и выпускными отверстиями, размещенный в корпусе пластинчатый клапан с расположенным в нем направляющим каналом, соответственно установленные на выходе подающего канала и выпускных отверстиях лепестковые клапаны, направляющий канал пластинчатого клапана выполнен трубчатым, между пластинчатым клапаном и внутренней поверхностью корпуса со стороны нагнетательного канала выполнены перепускные секторные щели, сообщенные полостью с выпускными отверстиями, разделенные между собой равномерно расположенными радиальными выступами, выполненными за одно целое с пластинчатым клапаном, а лепестковый клапан выпускных отверстий выполнен в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием, установленной им на ниппеле нагнетательного канала с перекрытием выпускных отверстий, поджатой к корпусу упругим кольцевым элементом, надетым на ниппель, кольцевой кромкой выступающей над корпусом с возможностью отгиба и образования между нею и корпусом щелевого зазора для экстренного сброса дыхательной среды.

Отличительными особенностями дыхательного аппарата для физиотерапевтических процедур первого варианта исполнения являются признаки:
- выполнение направляющего канала гравитационного пластинчатого клапана трубчатым,
- выполнение лепесткового клапана выпускных отверстий в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием,
- размещение гибкой кольцевой мембраны центральным отверстием на ниппеле нагнетательного канала,
- перекрытие выпускных отверстий гибкой кольцевой мембраной,
- поджатие гибкой кольцевой мембраны к корпусу упругим кольцевым элементом, надетым на ниппель,
- выступание гибкой кольцевой мембраны кольцевой кромкой над корпусом,
- возможность отгиба кольцевой кромки гибкой кольцевой мембраны и образования между нею и корпусом щелевого зазора для экстренного сброса дыхательной среды,
- выполнение гибкой кольцевой мембраны выпуклой формы, опертой на корпус поверхностью со стороны ниши.

Отличительными особенностями дыхательного аппарата для физиотерапевтических процедур другого варианта исполнения являются признаки:
- выполнение направляющего канала пластинчатого клапана трубчатым,
- выполнение перепускных секторных щелей между пластинчатым клапаном и внутренней поверхностью корпуса со стороны нагнетательного канала,
- сообщение полости нагнетательного канала с выпускными отверстиями через секторные щели,
- разделение секторных щелей радиальными выступами, выполненными за одно целое с пластинчатым клапаном,
- выполнение лепесткового клапана выпускным отверстий в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием,
- установка гибкой кольцевой мембраны центральным отверстием на ниппеле нагнетательного канала,
- перекрытие гибкой кольцевой мембраной выпускных отверстий,
- поджатие гибкой кольцевой мембраны к корпусу упругим кольцевым элементом, надетым на ниппель,
- выступание гибкой кольцевой мембраны кольцевой кромкой над корпусом,
- возможность отгиба кольцевой кромки гибкой кольцевой мембраны и образования между нею и корпусом щелевого зазора для экстренного сброса дыхательной среды.

Указанные отличительные признаки являются существенными, каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового положительного эффекта. Исключение какого-либо из них не позволяет решить поставленную задачу. Например, невыполнение лепесткового клапана на выпускных отверстиях в виде гибкой кольцевой мембраны, установленной на ниппеле нагнетательного канала с перекрытием выпускных отверстий и выступанием его кольцевой кромки над корпусом не исключает подсоса воздуха при подаче дыхательной среды в нагнетательный канал, не обеспечивает экстренный сброс дыхательной среды в случае появления нежелательных симптомов, кашля или спазм у пациента. Невыполнение направляющего канала гравитационного клапана трубчатым не обеспечивает концентрирование потока дыхательной среды и его подачу в нагнетательный канал. Гибкая кольцевая мембрана обеспечивает подпор дыхательной среды при задержке дыхания, ускоряет осуществление дыхательного процесса, сокращает временные потери. Выпуклая форма кольцевой мембраны обеспечивает ее плотное прилегание к корпусу, что дает еще одно преимущество по исключению подсоса воздуха при подаче дыхательной среды в нагнетательный канал. Гибкость кольцевой мембраны по всему ее контуру обеспечивает свободное открытие при выдохе дыхательной среды. Отличительные особенности другого варианта дыхательного аппарата для физиотерапевтических процедур частично аналогичны предыдущему, остальные отличительные признаки, характеризующие выполнение щелевых зазоров между пластинчатым клапаном и корпусом, необходимы для прохода дыхательной среды в выпускные отверстия при ее сбросе, так как в этом варианте положение пластинчатого клапана выполнено неподвижным. Это исключает задержку выдоха и ускоряет процесс дыхания.

Сравнительный анализ предложенных технических решений с известным уровнем техники, аналогами и прототипом, показывает, что указанные отличительные существенные признаки являются новыми и совместно с общими существенными признаками прототипа характеризуют предложенные технические решения соответствием критерию "новизна". Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет предложенными техническими решениями решить поставленную задачу и достичь новый физиотерапевтический результат, что характеризует предложенные технические решения существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Предложенные технические решения являются результатом опытно-экспериментальной работы и творческого вклада, получены без использования известных проектировочных решений или каких-либо рекомендаций в данной области медицинской техники, являются оригинальными и соответствуют критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлены общие виды дыхательных аппаратов для физиотерапевтических процедур (варианты), на фиг. 3 и фиг. 4 - схемы работы дыхательных аппаратов, на фиг. 5 - выпуклая мембрана. Дыхательный аппарат для физиотерапевтических процедур (фиг. 1) содержит полый разъемный корпус 1 с подающим и нагнетательным каналами 2, 3 и выпускными отверстиями 4, размещенный в корпусе 1 с возможностью аксиального перемещения в нем относительно нагнетательного канала 3 гравитационный пластинчатый клапан 5 с расположенным в нем направляющим каналом 6 и соответственно установленные на выходах подающего, направляющего каналов 3, 6 и выпускных отверстиях 4 лепестковые клапаны 7, 8, 9. Направляющий канал 6 гравитационного пластинчатого клапана 5 выполнен трубчатым, а лепестковый клапан 9 выпускных отверстий 4 выполнен в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием 10, установленной им на ниппель 11 нагнетательного канала 3 с перекрытием выпускных отверстий 4, поджатой к корпусу 1 упругим кольцевым элементом 12, надетым на ниппель 11, кольцевой кромкой 13 выступающей над корпусом 1, с возможностью отгиба ее и образования между нею и корпусом 1 щелевого зазора 14 для экстренного сброса дыхательной среды. Гибкая кольцевая мембрана 9 может быть выполнена кроме плоской и выпуклой формы (фиг. 5) опертой на корпус 1 поверхностью 15 со стороны ее ниши 16.

В другом варианте дыхательный аппарат для физиотерапевтических процедур (фиг. 2) содержит полый разъемный корпус 17 с подающим и нагнетательным каналами 18, 19 и выпускными отверстиями 20, размещенный в корпусе 17 пластинчатый клапан 21 с расположенным в нем направляющим каналом 22, соответственно установленные на выходе подающего канала 18 и выпускных отверстиях 20 лепестковые клапаны 23, 24. Направляющий канал 22 пластинчатого клапана 21 выполнен трубчатым, между пластинчатым клапаном 21 и внутренней поверхностью 25 корпуса 17 со стороны нагнетательного канала 19 выполнены перепускные секторные щели 26, сообщенные полостью 27 с выпускными отверстиями 20, разделенные между собой равномерно расположенным радиальными выступами 28, выполненными за одно целое с пластинчатым клапаном 21, а лепестковый клапан 24 выполнен в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием 29, установленной им на ниппеле 30 нагнетательного канала 19 с перекрытием выпускных отверстий 20, поджатой к корпусу 17 упругим кольцевым элементом 31, надетым на ниппель 30, кольцевой кромкой 32 выступающей над корпусом 17 с возможностью отгиба ее и образования между нею и корпусом 17 щелевого зазора 33 для экстренного сброса дыхательной среды.

Корпуса 1, 17 (фиг. 1, фиг. 2) дыхательных аппаратов для физиотерапевтических процедур, гравитационный пластинчатый клапан 5, пластинчатый клапан 21 и гибкие кольцевые мембраны 9, 24 выполнены из полиэтилена, лепестковые клапаны 7, 8 и 23 - из эластичной резины или полиуретана.

Функционирование дыхательных аппаратов заключается в следующем. Дыхательные аппараты (фиг. 1, фиг. 2) нагнетательными каналами 3, 19 устанавливаются в ротовую полость с приданием им соответствующего положения, по каналам 2, 18 подается дыхательная среда, под напором которой открываются лепестковые клапаны 7, 23 и дыхательная среда поступает в направляющие каналы 6, 22, выполненные трубчатыми для концентрации потока, откуда в нагнетательные каналы 3, 19. Подсоса воздуха в дыхательных аппаратах через выпускные отверстия 4, 20 не происходит, так как эти отверстия перекрыты кольцевыми мембранами 9, 24 с плотным прилеганием их к корпусам 1, 17. После наполнения дыхательной средой и соответствующего газообмена производится сброс дыхательной среды обратным потоком при закрытых лепестковых клапанах 7, 23 в выпускные отверстия 4, 20. При обратном потоке дыхательной среды в аппарате (фиг. 1) гравитационный пластинчатый клапан 5 поднимается при его закрытом лепестковом клапане 8 и закрытом лепестковом клапане 7 аппарата, дыхательная среда поступает в выпускные отверстия 4, отжимает гибкую кольцевую мембрану 9 и выходит в атмосферу. В аппарате (фиг. 2) обратный поток дыхательной среды поступает в выпускные отверстия 20 через щелевые зазоры 26 с аналогичным отжимом гибкой кольцевой мембраны 24, при этом лепестковый клапан 23 закрыт. Для ускорения наполнения аппаратов гибкие кольцевые мембраны 9, 24 могут дополнительно поджиматься к корпусам 1, 17. При экстренном сбросе давления и дыхательной среды гибкие кольцевые мембраны 9, 24 отгибаются от корпусов 1, 17 за их кольцевые кромки 13, 32 с образованием соответственно щелевых зазоров 14, 33 для выхода дыхательной среды.

Испытания дыхательных аппаратов, изготовленных с использованием новых технических решений, показали положительные результаты и подтвердили целесообразность их промышленного производства. Таким образом, новые технические решения, описанные выше, по конструктивному исполнению по предложенным вариантам являются эффективными по сравнению с известным уровнем техники, соответствуют и критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретений.

Объем предлагаемых изобретений следует понимать шире, чем то конкретное выполнение, приведенное в описании, формуле и чертежах. Следует иметь ввиду, что форма выполнения изобретения представляет собой только возможные, предпочтительные варианты выполнения изобретения в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема изобретения, изложенного в пунктах формулы.

Кроме того, предлагаемое изобретение не ограничивает его применения в дыхательных аппаратах для физиотерапевтических процедур и может быть использовано в устройствах для подачи дыхательной среды.

Изобретения предназначены для использования в дыхательных аппаратах для физиотерапевтических процедур. Дыхательный аппарат содержит полый разъемный корпус с размещенным в нем с возможностью аксиального перемещения гравитационным пластинчатым клапаном. Направляющий канал клапана выполнен трубчатым. Лепестковый клапан выпускных отверстий выполнен в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием, установлен им на ниппеле нагнетательного канала с перекрытием выпускных отверстий и поджат к корпусу упругим кольцевым элементом, надетым на ниппель. Мембрана кольцевой кромкой вы ступает над корпусом с возможностью отгиба ее и образования между нею и корпусом щелевого зазора для экстренного сброса дыхательной среды. В другом варианте исполнения аппарата между пластинчатым клапаном и внутренней поверхностью корпуса со стороны нагнетательного канала выполнены перепускные секторные щели, сообщенные полостью с выпускными отверстиями и разделенные между собой равномерно расположенными радиальными выступами, выполненными за одно целое с пластинчатым клапаном. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности использования и быстрота применения аппарата. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Дыхательный аппарат для физиотерапевтических процедур, содержащий полый разъемный корпус с подающим и нагнетательным каналами и выпускными отверстиями, размещенный в корпусе с возможностью аксиального перемещения в нем относительно нагнетательного канала гравитационный пластинчатый клапан с расположенным в нем направляющим каналом и соответственно установленные на выходах подающего, направляющего каналов в выпускных отверстиях лепестковые клапаны, отличающийся тем, что направляющий канал гравитационного пластинчатого клапана выполнен трубчатым, а лепестковый клапан выпускных отверстий выполнен в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием, установленной им на ниппеле нагнетательного канала с перекрытием выпускных отверстий, поджатой к корпусу упругим кольцевым элементом, надетым на ниппель, кольцевой кромкой выступающей над корпусом с возможностью отгиба ее и образования между нею и корпусом щелевого зазора для экстренного сброса дыхательной среды. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что гибкая кольцевая мембрана выполнена выпуклой формы, опертой на корпус поверхностью со стороны ее ниши. 3. Дыхательный аппарат для физиотерапевтических процедур, содержащий полый разъемный корпус с подающим и нагнетательным каналами и выпускными отверстиями, размещенный в корпусе пластинчатый клапан с расположенным в нем направляющим каналом, соответственно установленные на выходах подающего канала и выпускных отверстиях лепестковые клапаны, отличающийся тем, что направляющий канал пластинчатого клапана выполнен трубчатым, между пластинчатым клапаном и внутренней поверхностью корпуса со стороны нагнетательного канала выполнены перепускные секторные щели, сообщенные полостью с выпускными отверстиями, разделенные между собой равномерно расположенными радиальными выступами, выполненными за одно целое с пластинчатым клапаном, а лепестковый клапан выпускных отверстий выполнен в виде гибкой кольцевой мембраны с центральным отверстием, установленной им на ниппеле нагнетательного канала с перекрытием выпускных отверстий, поджатой к корпусу упругим кольцевым элементом, надетым на ниппель, кольцевой кромкой выступающей над корпусом с возможностью отгиба ее и образования между нею и корпусом щелевого зазора для экстренного сбора дыхательной среды.