Смеситель дыхательных газов Советский патент 1992 года по МПК A61M16/12 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам получения дыхательных газовых смесей со строго заданной концентрацией смешиваемых компонентов, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в изобретении по заявке N° 4637783/14.

В основном изобретении по заявке № 4637783/14, класс А 61 М 16/12 описан смеситель дыхательных газов, содержащий газовые каналы, источники сжатых газов - компонентов синтезируемой смеси, последовательно соединенные с регулируемыми дросселями, индикаторами расхода и пневматическими дроссельными элементами, а также содержит уравнитель давления со входами, включенными между входами пневматических дроссельных элементов и общим выходом, к которому подключен регулируемый дроссель сброса Выходы пневматических дроссельных элементов подсоединены к входам камеры смешения с единым выходом, подключенным к потребителю. Элементы смесителя дыхательных газов, кроме источников сжатых газов, термостатированы.

Несмотря на свои положительные качества это устройство имеет тот недостаток, что оно предназначено для синтеза одной

заданной газовой смеси и нет возможности целенаправленно менять концентрации компонентов смеси. Кроме того, данное устройство имеет ограничения по концентрациям компонентов приготовляемой смеси. Так, в случае, когда концентрация одного из компонентов смеси должна быть менее 10%. конструктивные параметры пневматических дроссельных элементов становится несоразмерными, чго ставит под сомнение целесообразность практической реализации такого устройства.

Целью настоящего изобретения является расширение диапазона регулирования концентраций дыхательных газов.

Поставленная цель достигается тем, что смеситель дыхательных газов по авторскому свидетельству (по заявке № 4637783/14), согласно изобретению, снабжен дополнительными пневматическими дроссельж ти элементами в виде капиллярных трубок, управляемыми клапанами и блоком коммутации, при этом каждый из дополнительных дроссельных элементов подсоединен параллельно дроссельному элементу, установленному в канале с большей концентрацией газа, через последовательно включенный управляемый клапан, подсоединенный к блоку коммутации.

(Л

С

vi

1

На чертеже представлена принципиальная схема смесителя дыхательных газов.

Смеситель дыхательных газов ; одержит каналы 1, источник-и 2 и 3 сжатых газов - компонентов получаемой смеси, последовательно соединенные с регулируемыми дросселями 4 и 5, индикаторами 6 и 7 расхода, пневматическим дроссельным элементом 8 и пневматическим дроссельным элементом 9, выполненным в виде п параллельно соединенных пневматических дроссельных элементов, а также содержит уравнитель 10 давления, подключенный своими входами к входам пневматических дроссельных элементов 8 и 9 с единым выходом, а также регулируемый дроссель 11 сброса, подключенный к выходу уравнителя 10 давления. На каналах пневматических дроссельных элементов, составляющих пневматический дроссельный элемент 9, установлено п-1 клапанов 12, управляемых с помощью блока 13 коммутации. Выходы пневматических дроссельных элементов 8 и 9 подключены к потребителю через камеру 14 смешения. Все элементы устройства, кроме источников сжатых газов 2 и 3, помещены в термостат 15.

Пневматические дроссельные элементы, составляющие пневматический дроссельный элемент 9 и пневматический дроссельный элемент 8,представляют собой стеклянные капиллярные трубки. Конструктивные размеры капилляров пневматического дроссельного элемента 9 определяются согласно зависимостям:

Ґ

где iin, chn - длина и диаметр канапа пневматических дроссельных элементов в канале газа с большей концентрацией;

2,d2 длина и диаметр канала пневматического дроссельного элемента в канале газа с меньшей концентрацией компонента в синтезируемой смеси;

./ 2 - динамические вязкости газов соответственно с большей и меньшей концентрацией компонента в смеси;

Ri.R - газовые постоянные газов;

П,Г2-заданные массовые концентрации газов;

п - принятое количество пневматических дроссельных элементов в канале газа с большей концентрацией.

Уравнитель 10 давления и камера 14 смешения представляют собой в простейшем случае тройник. Для уменьшения вероятности перетекания газа в пусковых режимах из одного канала в другой, входные каналы такого тройника выполнены под

острым углом друг к другу. Кроме того, сопротивление входных каналов пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением капиллярных трубок.

В качестве индикатора 6 и 7 расхода

могут быть использованы ротаметрические индикаторы расхода типа ИР-2 (1) или тепловые расходомеры. Они устанавливаются с целью определения потока газа в каждом

канале устройства.

В качестве клапанов 12 могу г быть применены электромагнитные клапаны Ш.ПР5 (2).

Блок 13 коммутации представляет собой систему управления клапанами 12.

Смеситель дыхательных газов работает следующим образом. Потоки сжатых газов по каналам 1 ус гройства от источников 2 и 3 через регулируемые дроссели 4 и 5 и индикатары 6 и 7 расхода разве впяютсл на урзв- нитель 10 давлени0 пневматический дроссельный элемент 8 и пневматический дроссельный элемент 9, выполненный в виде п параллельно соединенных пневматических дроссельных элементов. Смесь газов с выхода уравнителя 10 давления сбрасывается через регулируемый дроссель 11 сброса. С выходов пневматических дроссельных элементов 8 и 9 газы поступают в камеру 14

смешения, а далее полученная смесь - к потребителю. Получение требуемой газовой смеси обеспечивается включением с помощью блока 13 коммутации соответствующего количества клапанов 12,

установленных в каналах пневматического дроссельного элемента 9, выполненного в виде п параллельно соединенных пневматических дроссельных элементов. Так, если в канале с большей концентрацией компоиента включены в работу все капилляры, то концентрация этого компонента в синтезируемой смеси является максимальной. Когда из работы выключается капилляр дроссельного элемента 9, то концентрация

другого компонента (с меньшим содержанием Б смеси) увеличивается и достигает макси- мального значения, когда и в одном, и в другом канале устройства включено лишь по одному капилляру. С помощью регулируемых дросселей 4 и 5, а также регулируемого дросселя 11 сброса производят настройку устройства, регулируют количество смеси, поступающей к потребителю, и давление на входах пневматических дроссельных элементов.

Пример конкретного выполнения устройства.

Необходимо приготовить газовую смесь, содержащую 2 % СОг и 98% Ог.

Согласно зависимостям, приведенным в описании основного изобретения, рассчитываем конструктивные капиллярных трубок по каждому компоненту пригтавлнпчемой смеси:

дня кагмллярной трубки на линии С02

2 40 мм, d2 0,1 мм;

для капиллярной трубка а линии 02 полумаэм

И - 1425, 4 мм, di 0,7592 мм.

Для данной смеси полученная длина капиллярной трубки на линии 02 Ч 1425, 4 мм /di 0,7592 мм/ конструктивно неприемлема.

Согласно же зависимостям, приведен- ным в описании настоящего изобретения, конструктивные размеры пневматически дроссельных элементов в канале rasa с большей концентрацией при капилляров получаются следующие:

для капиллярной трубки на линии СОа

2 40 мм, 0,1 мм;

для каждой капиллярной трубки на линии Оа получаем

Мп 158,4 мм, din -0,2531 мм.

Применение указанным образом сконструированных дросселей 9 на линии 02 позволяет расширить диапазон регулирования концен раций дыхательных газовых смесей и приучать соотретсгьем- ч д-i гг и- ведениого случая смесей гп„- люиил концентраций(табп.Х

Кроме этого, выполнение дг;те ю1(м элементов указанным образом, позволяет

ПОЛУЧИТЬ КОМПаКТНуЮ КОНСТРУКЦИЮ CN CCH

теля за счет существенного секпгнц г м длины капилляра с .4 мм до 158,4 мм

ср о р м у л а изобретен ич Смеситель дыхательных газов i- O aor св. Ms 1848490, отличающийся тем что, с целью расширения диапазона регулирования концентраций дыхательных газов, он снабжен дополнительным пневмат ме- скими дроссельными элементами в виде капиллярных трубок, управляемыми клапанами и блоком коммутации, при этом каждый из дополнительных дроссельных элементов подсоединен параллельно дроссельному элементу, установленному в канале с большей концентрацией газа, чорсз последовательно включенный управляемый клапан, подсоединенный к блоку коммутации.

Г

I

I M

KJ1

15

Использование: получение дыхательных смесей с заданной концентрацией сме- шиваемых компонентов. Сущность изобретения: смеситель содержит параллельные дроссельные элементы 9 в виде капиллярных трубок, установленные в канале с большей концентрацией газа и последовательно включенные с ними управляемые клапаны 12, соединенные с блоком 13 коммутации клапанов 12 и дроссельных элементов 9. 1 ил.