Аппарат для дыхания Российский патент 2022 года по МПК A62B7/10 A61L9/00 

Предлагаемое изобретение относится к области обеспечения жизнеспособности человека, в частности, к аппаратам для дыхания обеззараженным от вирусов воздухом и может быть использован для дыхания специалистов и широкого круга лиц, выполняющих работы вблизи и/или непосредственно с заразившимися, при возникновении различных вирусных заболеваний, гриппа, коронавируса, чумы, холеры, сибирской язвы и др.

В настоящее время установлено, что большая часть заражений происходит во время дыхания человека, при котором микробы при выдохе заразившегося, например, коронавирусом, человека распространяются на расстояния в несколько метров, заражая воздух и окружающие предметы, прикосновения к которым также чревато заражениями. Учеными многих стран ведется интенсивная работа по поиску эффективного средства, лекарств для лечения коронавируса. При этом без длительного опробования вновь созданных лекарственных средств неизвестно какими по эффективности будут эти лекарства и какие последствия могут быть после их применения. Но поскольку жизнь продолжается и специалисты работающие с заболевшими однозначно должны быть защищены от заражения вирусами требуются безопасные для человека средства для дыхания.

Широко известны простые и доступные устройства, защищающие органы дыхания человека и снижающие количество проникающих в организм человека микробов - лицевые маски, состоящие из нескольких слоев ткани с завязками или резинками, обеспечивающими удержание маски на лице человека. В процессе дыхания проходящий в маске через несколько слоев ткани воздух частично очищается и задерживается от находящихся в воздухе крупных взвесей.

К недостаткам таких средств можно отнести низкую степень защиты органов дыхания человека от попадания заразных микробов.

Существующие в настоящее время другие средства зашиты от заразных микробов также малоэффективны и работающие с заразившимися людьми специалисты сами практически не защищены от заражения.

Из источников информации известно, что группой французских ученых установлено, что коронавирус погибает при воздействии на него температуры в 92°С в течение 15-ти минут. См. ria.ru>20200417/1570161898.html.

Из этого следует, что если на коронавирус воздействовать более высокой температурой, то время воздействия до гибели коронавируса, будет меньше, например, при температуре в 120°С время воздействия снизится до 3-5 минут, а при температуре в 150°С время составить несколько секунд.

Известен индивидуальный дыхательный аппарат, содержащий лицевую часть, клапаны вдоха и выдоха, патрон с регенеративным продуктом, дыхательный мешок, фильтрующий патрон, устройство для управления работой аппарата, при этом фильтрующий патрон, соединенный с внешней средой через обратный клапан, содержит катализатор глубокого окисления вредных газовых примесей и соединен также с дыхательным мешком, с одной стороны, и клапаном сброса выдыхаемой смеси, с другой стороны, через устройство автоматического управления работой аппарата. См. https://fmdpatent.ru/patent/256/2562033.html.

К недостаткам известного дыхательного аппарата можно отнести недостаточную степень задержки аппаратом болезнетворных бактерий и вирусов различной направленности.

Известны более совершенные средства защиты органов дыхания от попадания в организм человека различных, в том числе отравляющих веществ - противогазы - прототип, состоящие из маски с очками с гофрированными шлангами для входящего для дыхания воздуха и коробкой с наполнителем от конкретного вида отравляющего вещества. (См. Ответы Mail.ru: otvet.mail.ru Посоветуйте крутой противогаз, чтобы косплеить сталкер).

К недостаткам известного устройства - прототипа можно отнести низкую возможность предотвращения попадания микробов в организм человека при вдыхании очищенного противогазом воздуха.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности обеззараживание от различных видов болезнетворных микробов вдыхаемого в организм человека и выдыхаемого воздуха.

Поставленный технический результат достигается использованием известных общих с прототипом признаков включающих маску с клапанами вдоха и выдоха, очками и шлангом, соединяющим клапан вдоха со средством очистки вдыхаемого воздуха и новых признаков, заключающихся в том, что средство очистки вдыхаемого воздуха аппарата снабжено средством обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, выполненного в виде двух отделенных друг от друга и находящихся один в другом воздушных каналов разного диаметра, в канале обеззараживания выдыхаемого воздуха смонтирован, связанный с аккумулятором нагреватель воздуха до заданной температуры в диапазоне 50-350 градусов С, аппарат снабжен средством охлаждения обеззараженного воздуха, выполненным в виде воздушного канала, смонтированного в емкости с водой, при этом средство обеззараживания и охлаждения связаны друг с другом при помощи соединительного трубопровода, а с маской средство охлаждения связано при помощи, например, гофрированного шланга.

Канал охлаждения обеззараженного воздуха выполнен в виде змеевика или рассеивающей насадки, смонтированной на дне емкости с водой и, по меньшей мере, с одним слоем увлажненной ткани над поверхностью воды в емкости.

Нагреватель воздуха может быть выполнен в виде кварцевого излучателя, смонтированного в прозрачном стеклянном трубопроводе дополнительно воздействующего на микробов воздуха световым излучением.

Канал нагрева и обеззараживания вдыхаемого воздуха выполнен в виде кольцевого пространства площадью 8,0-15,0 см квадратных вокруг канала обеззараживания выдыхаемого воздуха с нагревателем.

Входное для обеззараженного воздуха отверстие патрубка отвода охлажденного для дыхания воздуха из емкости с водой выполнено над поверхностью увлажненной ткани в центральной части емкости для воды.

Для увеличения времени воздействия высокой температурой на вдыхаемый воздух, в полости кольцевого канала может быть установлено средство замедляющее скорость прохождения по каналу воздуха, например, в виде проволочной путанки или экрана с направляющими, позволяющими увеличить путь воздуха при прохождении канала.

Аппарат для дыхания снабжен зарядным устройством для аккумулятора, смонтированным в отдельном отсеке аппарата.

Емкость для воды аппарата снабжена шлангом для ее пополнения и/или замены.

Канал средства обеззараживания на входе подачи в него воздуха снабжен вентилятором.

Контроль за температурой нагрева воздуха при обеззараживании выполнен при помощи датчика температуры, смонтированного на выходе воздуха из канала его нагрева.

Новизной предложенного технического решения является наличие в качестве средства очистки вдыхаемого воздуха аппарата - средства обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, выполненного в виде двух отделенных друг от друга и находящихся один в другом воздушных каналов разного диаметра, в канале обеззараживания выдыхаемого воздуха смонтирован, связанный с аккумулятором нагреватель воздуха до заданной температуры в диапазоне 50-350 градусов С, аппарат снабжен средством охлаждения обеззараженного воздуха, выполненным в виде воздушного канала, смонтированного в емкости с водой, при этом средство обеззараживания и охлаждения связаны друг с другом при помощи соединительного трубопровода, а с маской средство охлаждения связано при помощи, например, гофрированного шланга.

Так, наличие в аппарате средства обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, выполненного в виде двух отделенных друг от друга и находящихся один в другом воздушных каналов разного диаметра, монтаж в канале обеззараживания выдыхаемого воздуха, связанный с аккумулятором нагревателя воздуха до заданной температуры в диапазоне 50-350 градусов С позволяет за счет нагревания воздуха в каналах до требуемой температуры уничтожать вирусы, находящиеся в поступающем через кольцевой канал для дыхания воздухе. При этом требуемая температура воздуха в канале для дыхания создается при контакте воздуха с нагретыми стенками внутреннего канала с нагревателем. Выдыхаемый воздух, проходящий через канал с нагревателем, нагревается выше, чем воздух для дыхания и гарантированно обеспечивает обеззараживание выдыхаемого воздуха и безопасность окружающего пространства от инфекций.

Наличие у аппарата средства охлаждения обеззараженного воздуха, выполненного в виде воздушного канала, смонтированного в емкости с водой, позволяет снизить температуру вдыхаемого после нагрева воздуха до требуемой и обеспечить бесперебойное дыхание обеззараженным от инфекций воздухом.

Взаимосвязь средства обеззараживания и охлаждения друг с другом при помощи соединительного трубопровода, а с маской средство охлаждения связано при помощи, например, гофрированного шланга предотвращает попадание окружающего воздуха не прошедшего обеззараживания в легкие человека.

Признаки выполнения канала охлаждения обеззараженного воздуха в виде змеевика или рассеивающей насадки, смонтированной на дне емкости с водой и, по меньшей мере, с одним слоем увлажненной ткани над поверхностью воды в емкости, выполнение нагревателя воздуха в виде кварцевого излучателя, смонтированного в прозрачном стеклянном трубопроводе, дополнительно воздействующего на микробов воздуха световым излучением, выполнение канала нагрева и обеззараживания вдыхаемого воздуха в виде кольцевого пространства площадью 8,0-15,0 см квадратных вокруг канала обеззараживания выдыхаемого воздуха с нагревателем выполнение входного для обеззараженного воздуха отверстия патрубка отвода охлажденного для дыхания воздуха из емкости с водой над поверхностью увлажненной ткани в центральной части емкости для воды, установка в полости кольцевого канала средства замедляющего скорость прохождения по каналу воздуха, например, в виде проволочной путанки или экрана с направляющими, позволяющая увеличить путь воздуха при прохождении канала для увеличения времени воздействия высокой температурой на вдыхаемый воздух, наличие у аппарата для дыхания зарядного устройства для аккумулятора, смонтированного в отдельном отсеке аппарата, наличие у емкость для воды шланга для ее пополнения и/или замены, наличие у канала средства обеззараживания на входе подачи в него воздуха вентилятора, выполнение контроля за температурой нагрева воздуха при обеззараживании при помощи датчика температуры, смонтированного на выходе воздуха из канала его нагрева - являются признаками дополнительными, направленными на более подробное и детальное раскрытие основных признаков, способствующими достижению предлагаемым изобретением поставленного технического результата.

Так, выполнение входного для обеззараженного воздуха отверстия патрубка отвода охлажденного для дыхания воздуха из емкости с водой над поверхностью увлажненной ткани в центральной части емкости для воды способствует предотвращению попадания воды в воздушный патрубок отбора воздуха из емкости с водой при наклонах специалистов в любую сторону во время их работы.

Патентно-информационный поиск, проведенный в процессе подготовки материалов, сочетания предложенных известных и новых признаков предлагаемого изобретения в патентной и научно-технической литературе - не выявил, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.

Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и позволяет получить более высокий технический результат, то предлагаемые существенные признаки можно признать соответствующими критерию - изобретательский уровень.

Описание осуществления предлагаемого устройства и приведенные источники выполнения опытных работ позволяют отнести предложенное устройство к промышленно выполнимым.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид аппарата для дыхания.

Аппарат для дыхания состоит из корпуса 1, в отсеках которого установлены емкость 2, заполненная водой 3 по высоте емкости на 40-45% и 55-60% емкости, заполненной охлажденным обеззараженным воздухом 4. Обеззараживающее вдыхаемый и выдыхаемый воздух средство, выполнено в виде двух отделенных друг от друга и находящихся один в другом воздушных каналов разного диаметра, смонтированных в общей емкости 5 обеззараженного воздуха. В канале 6 обеззараживания выдыхаемого воздуха, выполненного, например, из прозрачного стекла смонтирован, связанный с аккумулятором 7 нагреватель 8 воздуха до заданной температуры в диапазоне 50-350 градусов С. В качестве нагревателя может быть использован кварцевый излучатель, который одновременно нагревает воздух в канале вдыхаемого воздуха до требуемой температуры и одновременно воздействует через канал 6 из прозрачного стекла на находящиеся во вдыхаемом воздухе заразные микробы. Воздушный канал 9 для вдыхаемого воздуха выполнен в виде кольцевого канала вокруг канала 6 обеззараживания выдыхаемого воздуха. Средство охлаждения обеззараженного воздуха, выполнено в виде змеевика (на чертеже не показан) или в виде рассеивающей насадки 10, смонтированной на дне емкости 2 с водой 3 и, по меньшей мере, с одним слоем увлажненной ткани 11 над поверхностью воды в емкости 2. Емкость 5 обеззараженного воздуха связана с емкостью 2 охлаждения воздуха при помощи соединительного трубопровода 12, а с маской (на чертеже не показана) средство охлаждения связано при помощи, например, гофрированного шланга, присоединяемого к патрубку 13. Канал средства обеззараживания на входе подачи в него воздуха снабжен вентилятором 14. Канал нагрева и обеззараживания вдыхаемого воздуха в поперечном сечении выполнен в виде кольцевого пространства площадью 8,0-15,0 кв. см, вокруг канала 9 обеззараживания выдыхаемого воздуха с нагревателем. Контроль за температурой нагрева воздуха при обеззараживании выполнен при помощи датчика 15 температуры, смонтированного на выходе воздуха из канала его нагрева. Для увеличения времени воздействия на вдыхаемый воздух высокой температуры в полости кольцевого канала 9 может быть установлено средство замедляющее скорость прохождения по каналу воздуха, например, в виде проволочной путанки 16 или экрана с направляющими, позволяющими увеличить путь воздуха при прохождении канала или замедлить скорость его прохождения. Аппарат для дыхания снабжен зарядным устройством 17 для аккумулятора 7. Емкость 2 для воды аппарата снабжена шлангом 18 для ее пополнения и/или замены.

Входное для обеззараженного воздуха отверстие 19 патрубка 13 отвода охлажденного для дыхания воздуха из емкости с водой выполнено над поверхностью увлажненной ткани 11 в центральной части емкости 2 для воды. При наклонах специалиста во время работы в любом положении аппарата, вода, находящаяся на уровне 40-45% по высоте не будет касаться отверстия 19 патрубка 13 и не будет попадать ни в патрубок 13 ни гофрированный для дыхания шланг.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом: Специалист, выполняющий работу с зараженными вирусами пациентами, первоначально одевает аппарат на спину и включает вентилятор 14 и нагреватель 8 поступающего для дыхания воздуха см. по стрелке А. Убедившись по показаниям датчика 15, что температура вдыхаемого воздуха прогрелась до требуемой, например до 150°С (или 200°С или др.), одевает маску и приступает к работе. При этом, вдыхаемый воздух, пополняемый напором вентилятора 14, проходя по кольцевому каналу 9 от нагретых стенок канала 6 нагревается и поступает после нагрева в емкость 5 (см. по стрелкам С), из которой при помощи соединительного патрубка (трубопровода) 12 нагретый да 150 (200) градусов воздух поступает, например, к рассеивающей насадке 10 и пройдя через воду 3 и влажную ткань 11 охлаждается до требуемой для дыхания температуры и через отверстие 19 патрубка 13, смонтированное в центре емкости 2, поступает по стрелке «D» по гофрированному шлангу к клапану вдоха маски. В зависимости от заряженности аккумулятора специалист может выполнять работу непрерывно в течение 2-4 и более часов в зависимости от аккумулятора, затем перерыв с зарядкой аккумулятора и вновь можно работать. По окончании работы, защитный костюм специалиста и аппарат для дыхания можно обеззаразить, поместив их на несколько минут в термокамеру, в которой поддерживается температура гибели заразных микробов. При необходимости зарядки аппарата водой в нем имеется шланг 18, подключаемый в водопроводу или через который самотеком можно налить в емкость 2 необходимое количество воды. Вентилятор 14 нагнетанием воздуха через кольцевой канал 9 обеспечивает прокачивание воздуха с заданной скоростью и способствует облегчению вдыхания воздуха специалистом. Выдыхаемый см. по стрелке В и прошедший обеззараживание через воздушный канал 6 воздух безопасен и выбрасывается в окружающее пространство.

Использование предлагаемого аппарата при работе в зоне вирусных заболеваний позволит специалистам и любым другим людям работать без опасения заразиться вирусом, и не заразить других, даже в том случае, если сам специалист каким-то образом оказался больным.

Аппарат для дыхания обеззараженным от вирусов воздухом включает маску с клапанами вдоха и выдоха, очками и шлангом, соединяющим клапан вдоха со средством очистки вдыхаемого воздуха, при этом средство очистки вдыхаемого воздуха аппарата снабжено средством обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, выполненного в виде двух отделенных друг от друга и находящихся один в другом воздушных каналов разного диаметра, в канале обеззараживания выдыхаемого воздуха смонтирован, связанный с аккумулятором нагреватель воздуха до заданной температуры в диапазоне 50-350°С, аппарат снабжен средством охлаждения обеззараженного воздуха, при этом средства обеззараживания и охлаждения связаны друг с другом при помощи соединительного трубопровода, а с маской средство охлаждения связано при помощи, например, гофрированного шланга. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Аппарат для дыхания, включающий маску с клапанами вдоха и выдоха и шлангом, соединяющим клапан вдоха со средством очистки вдыхаемого воздуха, отличающийся тем, что средство очистки вдыхаемого воздуха аппарата снабжено средством обеззараживания вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, выполненным в виде двух отделенных друг от друга и находящихся один в другом воздушных каналов разного диаметра, в канале обеззараживания выдыхаемого воздуха смонтирован связанный с аккумулятором нагреватель воздуха до температуры в диапазоне 50-350°С, аппарат снабжен средством охлаждения обеззараженного воздуха, выполненным в виде воздушного канала, смонтированного в емкости с водой, при этом средства обеззараживания и охлаждения связаны друг с другом при помощи соединительного трубопровода, а с маской средство охлаждения связано при помощи гофрированного шланга.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что канал охлаждения обеззараженного воздуха выполнен в виде змеевика или рассеивающей насадки, смонтированной на дне емкости с водой и, по меньшей мере, с одним слоем увлажненной ткани над поверхностью воды в емкости.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что нагреватель воздуха выполнен в виде кварцевого излучателя, смонтированного в прозрачном стеклянном трубопроводе, дополнительно воздействующего на микробов воздуха световым излучением.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что канал нагрева и обеззараживания вдыхаемого воздуха выполнен в виде кольцевого пространства площадью 8,0-15,0 см² вокруг канала обеззараживания выдыхаемого воздуха с нагревателем.

5. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что входное для обеззараженного воздуха отверстие патрубка отвода охлажденного для дыхания воздуха из емкости с водой выполнено над поверхностью увлажненной ткани в центральной части емкости для воды.

6. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для увеличения времени воздействия высокой температурой на вдыхаемый воздух в полости кольцевого канала установлено средство, замедляющее скорость прохождения по каналу воздуха, в виде проволочной путанки или экрана с направляющими, позволяющими увеличить путь воздуха при прохождении канала.

7. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что аппарат для дыхания снабжен зарядным устройством для аккумулятора, смонтированным в отдельном отсеке аппарата.

8. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что емкость для воды аппарата снабжена шлангом для ее пополнения и/или замены.

9. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что канал средства обеззараживания на входе подачи в него воздуха снабжен вентилятором.