Стенд для испытания кислородно-дыхательной аппаратуры Советский патент 1959 года по МПК A62B27/00 

Известны стенды для испытания кислородно-дыхательной аппаратуры, состоящие из двух попеременно включаемых поршневых насосов, газообменной камеры, термостатной камеры для испытуемых аппаратов и газоанализатора.

Предлагаемый стенд является более совершенным, так как дает возможность наибольшего приближения к действительным условиям газообмена при внешнем дыхании человека.

Отличительная особенность стенда заключается в том, что в газообменной камере производится сжигание жидкого или газообразного углеводородистого горючего, имеюп;его стабильный состав, с подачей в зону горения дополнительного количества кислорода, регулирующего величину дыхательного коэффициента.

В газообменной камере установлен холодильник-конденсатор, поступление охлаждающей воды в который регулируется терморегулятором, установленным на линии выдоха.

Отбор газовой смеси для анализа производится с переменной объемной скоростью, пропорпиональной объемной скорости движения газовой смеси в соответствующей линии.

Испытуемый аппарат соединяется с поршневым насосом через заполненные водой сообщающиеся сосуды, один из которых является камерой газообмена, а другой снабжен поплавком, управляющим работой клапана, соединяющегося с атмосферой.

На чертеже изображена схема стенда. Стенд включает термостатную камеру 1 для И|Спытуемого респиратора 2 или другого аппарата и два поршневых насоса 3, создающих пульсирующее движение воздуха. Поршневые насосы 3 имеют краны 4 -я 5, снабженные электромагнитным управлением и сблокированные с кривошипами поршневых цилиндров. В стенде полость цилиндра поршневого насоса сообщается с испыК° 119800- 2 -

туемым респиратором через сообщающиеся сосуды 6, заполненные водой. Б правой части сообщающихся со.судов (поплавковой камере 7) имеется устройство, комненсирующее подсосы и утечки воздуха через неплотности в поршневом приборе. Это устройство 1состоит из поплавка 8, свободно перемещающегося по направляющей 9 при перемещении уровня воды. С поплавком скреплена трубка 10, па верхнем конце которой имеется диск-толкатель 11. Рядом с направляющей 9 находится стержень 12 с винтовой резьбой: правой в верхней половине и левой в нижней половине. Благодаря этому два штифта 13, прикрепленные к гайкам при вращении стержня 12 могут равномерно сближаться или удаляться. Стержень скреплен с двойным клапаном 14, находящимся в верхней части, сосуда.

При настройке стенда, установив нужный объем вдоха - выдоха на поршневых насосах путем вращения стержня 12, устанавливают на такой же объем штифты 13 по шкале 15 с тем, чтобы при нормальной пульсации, без подсосов и утечек диск // в крайних положениях подходил вплотную к штифтам 13, но не касался их. В случае, если при ходе поршня вниз возникнет подсос воздуха, при последующем ходе поршня вверх диск // коснется нижнего штифта /5, откроет клапан 14 и избыток воздуха выйдет ъ атмосферу. Если же возникнет утечка воздуха в атмосферу, диск // коснется верхнего штифта 13 и через клапан 14 войдет необходимое количество воздуха. Следовательно, уровень воды в поплавковой камере перемещается по высоте строго в заданных пределах.

Левая часть сообщающихся сосудов представляет собой камеру газообмена 16, непосредственно связанную с испытываемым респиратором. Для наблюдения за перемещением уровня воды в камере имеется смотровое окно (на чертеже не показано) со шкалой, протарированной в литрах. Для периодического спуска воды служит вентиль 17.

С камерой газообмена соединена камера сгорания /5, представляющая собой стеклянную.трубку, в нижней части которой происходит сжигание горючего. Стеклянная трубка уплотняется с металлическими частями при помощи прокладок и легко снимается для зажигания горелок; через прозрачную стенку трубок производится наблюдение за величиной и характером пламени.

В камере сгорания находится горелка 19 основного обмена, которая зажигается в,начале опыта и горит до его окончания, и горелка 20 физической нагрузки, включаемая при необходимости.

Жидкое горючее подается к горелкам при помощи стеклянных напорных сосудов 2/, соединенных с горелками при помощи гибких трубок с кранами 22. Подача горючего регулируется путем изменения напора перемещением сосудов.по высоте вдоль шкал 23.

Подача дополнительного кислорода осуществляется из баллонов 24, снабженных запорными вентилями 25, манометрами давления 26, редукционньгми клапанами 27, манометрами вторичного давления 28 и вентилями 29. Кислород подается в камеру; сгорания- 18 через инжекторы, которые засасывают., воздух из камеры газообмена 16, подают в зону, горения, кислор.одно-воздушную смесь и обеспечивают, непрерывную циркуляцию. гад.ов..по замкнутому кругу между камерами сгорания и газообмена. Этой циркуляции спасобствует; также естественная тяга, возникающая при реакции;Горени.я,.происходящей в нижней части цилиндрической ка.меры сгорания.

Пер.иоди,ческий контроль за расходованием кислорода по ходу опыта осуществля.ется по падению его давления в баллонах 24, емкость которых, заранее точно известна.

1ЛД1Ч

Э|

д

1

aVGTL

н iiiiH-i-j;

В камере газообмена находится холодильник-конденсатор 30. Хладоагентом водопроводная вода, поступающая через вентиль ручной регулировки 31 (основная часть потока) и электромагнитный клапан автоматической регулировки 32, связаиный с температурным датчиком - контактным терморегулятором 33. Нагретая вода из холодильника направляется в канализацию.

Во время вдоха - выдоха на рабочей поверхности холодильникаконденсатора происходит охлаждение воздуха и конденсация излишней влаги, в результате чего в испытываемый респиратор поступает воздух, имеющий температуру 36-37° и влажность 95-100%.

Камера газообмена сообщается с испытываемым респиратором двумя каналами: ветвью вдоха 34 и ветвью выдоха 35, имеющими соответствующие клапаны 36, которые обеспечивают движение потока воздуха только в одном направлении.

В обоих каналах установлены сухие термометры 37 и влажные термометры 38 и имеются отводы для отбора проб воздуха. В ветви выдоха, кроме того, установлен контактный терморегулятор 33, имеющий электрическую связь с электромагнитным клапаном 32, регулирующим поступление хладоагента в холодильник. Оба канала соединяются тройником 39, третий отвод которого присоединяется к испытываемому респиратору 2. К тройнику присоединена также трубка, идущая к приборам регистрации сопротивления дыханию: указывающему 40 и самопищуш.ему 41 вакуумметрам.

Объем тройника 39 составляет около 0,15 л что соответствует объему вредного пространства дыхательных путей взрослого человека. Объем всей системы стенда, включая тройник 39, ветви вдоха 34 и выдоха 35, камеры газообмена 16 и камеры сгорания 18, при -нейтральном уровне воды составляет около 3,3 л, что соответствует полной емкости легких взрослого человека в нейтральном положении (включая резервный, остаточный и половину дыхательного воздуха).

Газовый анализ вдыхаемого и выдыхаемого воздуха осуществляется при помощи обычного газоаналитического аппарата; при этом отбор проб в резиновый мешок производится непрерывно на протяжении вдоха (выдоха) с объемной скоростью, пропорциональной объемной скорости движениявоздуха по ветви вдоха (выдоха). В результате этого газовые смеси, поступающие в испытуемый аппарат и в газоанализатор идентичны по составу.

Отбор проб вдыхаемого воздуха осуществляется при помощи стеклянной трубки 42 большого диаметра, соединенной при помощи гибкого резинового шланга с сообщающимися сосудами 6.Трубк.а42 и камера 16 также представляют собой сообщающиеся сосуды, а уровень воды в трубке 42 при открытом вентиле всегда будет совпадать с уровнем воды в камере газообмена 16. В начале трубка 42 устанавливается на такой высоте, чтобы ее верхний закрытый конец, к .которому присоединена тонкая резиновая трубка, находился на уровне верхней границы движущейся воды в камере 16 я в этом положении закрепляется. В исходном положении электромагнитные клапаны 43 и 44, управляемые кривощипом поршневого прибора, закрыты.

При пробы во время вдоха клапан 43 открыт, клапан 44 закрыт, опускающаяся в трубке 42 вода засасывает вдыхаемый воздух с объемной скоростью, пропорциональной объемной скорости вдоха. В момент перехода на выдох клапан 44 открывается, клапан 43 закрывается и проба воздуха на протяжении выдоха выталкивается в резиновый мещок 45. Отбор пробы продолжается в течение нескольких вдохов, пока в мешке 5 не соберется количество воздуха, несколько большее, чем нужно для -пробы (обычно для пробы нужно 40 л€л). После этого клапа№ 119800

№ 119800- 4 -

ны 43 и 44 закрываются, открывается вентиль ручного управления 46 (верхний) и проба переводится в измерительную бюретку газоанализатора 47. Затем остаток воздуха из мешка 45 переводится обратно в систему стенда путем реверсирования управления клапанами 43 и 44.

Отбор проб выдыхаемого воздуха осуществляется за счет избыточного давления, имеющего место в ветви выдоха 35 во время выдоха. Для отбора пробы имеется резиновый мешок 48 и электромагнитный клапан 49, заправляемый поршневым насосом и открывающийся во время выдоха. Вход в этот клапан из ветви выдоха имеет сужение, величина которого подбирается практически. Во время выдоха воздух, благодаря избыточному давлению в ветви выдоха, проходит в мешок 48 во время вдоха клапан 49 закры-вается. Поскольку объемная скорость потоков, воздуха, поступающих как в респиратор, так и в мешок, приблизительно пропорциональна избыточному давлению, будет иметь место приблизительная пропорциональность между объемными скоростями движения выдыхаемого воздуха и отбора пробы.

Предмет изобретения

1.Стенд для испытания кислородно-дыхательной аппаратуры, состоящий из двух попеременно включаемых поршневых насосов, газообменной камеры, термостатной камеры для испытуемых аппаратов и газоанализатора, отличающийся тем, что, в целях наибольшего приближения к действительным условиям газообмена при внешнем дыхании человека, в газообменной камере производится сжигание жидкого или газообразного углеводородистого горючего, имеющего стабильный состав, с подачей в зону горения дополнительного количества кислорода, регулирующего величину дыхательного коэффициента.

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что, в целях обеспечения нужного температурно-влажностного режима, в газообменной камере установлен холодильник-конденсатор, поступление охлаждающей воды в который регулируется терморегулятором, установленным на линии выдоха.

3.Стенд по пп. 1-2, отличающийся тем, что, в целях получения уточненных средних значений состава вдыхаемой и выдыхаемой газовой смеси, отбор газовой смеси для анализа производится с переменной объемной скоростью, пропорциональной объемной скорости движения газовой смеси -в соответствующей линии.

4.Стенд по пн. 1-3, отличающийся тем, что, в целях герметизации системы и компенсации возможных утечек, испытываемый аппарат соединен с поршневыми насосами через заполненные водой сообщающиеся сосуды, один из которых является камерой газообмена, а другой снабжен поплавком, управляющим работой клапана, соединяющегося с атмосферой.