дыхательный тренажер

Формула изобретения

Дыхательный тренажер, содержащий мундштук, корпус с полой цилиндрической частью, клапан в виде стакана, расположенный в полой части корпуса и взаимодействующий с упором, ограничивающим перемещение клапана, каналы вдоха и выдоха, устройство регулировки их проходного сечения в виде колец, расположенных на корпусе и снабженных сквозными прорезями, отличающийся тем, что тренажер содержит, по меньшей мере, один стабилизирующий элемент, выполненный либо в виде паза на внутренней поверхности полой цилиндрической части корпуса и сопряженных с ним выступов на наружной поверхности клапана, либо в виде паза на наружной поверхности клапана и сопряженных с ним выступов на внутренней поверхности полой цилиндрической части корпуса, при этом расположенные на корпусе кольца снабжены шкалами с делениями в виде ребер, соединяющих верхние и нижние края сквозных прорезей колец.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, санитарии и гигиены человека, в частности пульманологическим и физиотерапевтическим устройствам, и может быть использовано для тренировки дыхательной системы, повышения устойчивости организма к экстремальным ситуациям, вредным воздействиям неблагоприятных факторов окружающей среды и профилактикой различных заболеваний. Известно устройство дыхательного тренажера, содержащее трубчатый корпус со сквозными отверстиями, присоединительный к пациенту элемент, гибкий клапан вдоха, установленный внутри корпуса перпендикулярно его оси на кольцевой опоре, и клапан вдоха, выполненный в виде запирающей иглы с резьбой или мембраной с канонической пружиной и вентилем для регулирования силы прижатия мембраны, см. патент ФРГ 1491631, кл. А 61 М 17/00 1988 г.

Известное устройство имеет сложную конструкцию и не имеет регулятора сопротивления вдоха.

Известно также устройство дыхательного тренажера с многосекционными гидравлическими сопротивлениями вдоху и выдоху, соединенными с клапанной коробкой, связанной с присоединительным к пациенту элементом, см. авторское свидетельство СССР 1457929, кл. А 61 Н 3102 1998 г. Недостатком его является сложность и громоздкость устройства, невозможность использования его в домашних условиях.

Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому изобретению является дыхательный тренажер, содержащий мундштук, корпус с полой цилиндрической частью, клапан в виде стакана, расположенные в полой части корпуса и взаимодействующий с упором, ограничивающий перемещение клапана, каналы вдоха и выдоха, устройств регулировки их проходного сечения в виде колец, расположенных на корпусе и снабженных сквозными прорезями, см. патент 2159131, кл. А 61 М 16/00, опубликованный 20.11.2000 г. в бюллетене 32. В нем клапан и внутренняя поверхность полой цилиндрической части корпуса имеют плоские участки, а кольца, корпус и клапан имеют сквозные прорези, образующие карманы вдоха и выдоха. Из-за неравномерности давления воздуха на стенки клапана при вдохе и выдохе при возвратно-поступательном движении клапана может происходить угловое смещение клапана по плоским участкам, прерывистое движение клапана и вибрация колец, изменение сопротивления вдоху и выдоху и заклинивание клапана при длительной работе тренажера. При вдохе клапан перемещается прерывисто, его движения сопровождаются микрозаклиниваниями и вибрациями со сверхнизкой частотой. При этом аэродинамическое сопротивление дыханию меняется по ходу движения клапана. При длительной работе тренажера в течение 1000-10000 циклов может происходить изменение сопротивления вдоху и выдоху на 10-15% от первоначально установленного. Кроме того в известном тренажере неудобна установка требуемой величины сопротивления дыханию. Это приводит к снижению надежности работы тренажера и обуславливает нестабильность его характеристик и неудобство эксплуатации. В данном изобретении ставится задача обеспечить стабильность сопротивления вдоху и сопротивления выдоху, предотвратить заклинивание клапана при длительной работе тренажера, повысить надежность работы и удобство эксплуатации тренажера.

Решение поставленной задачи достигается тем, что дыхательный тренажер, содержащий мундштук, корпус с полой цилиндрической частью, клапан в виде стакана, расположенный в полой части корпуса и взаимодействующий с упором, ограничивающим перемещение клапана, каналы вдоха и выдоха, устройство регулировки их проходного сечения в виде колец, расположенных на корпусе и снабженных сквозными прорезями, имеет, по крайней мере, один стабилизирующий элемент, выполненный из двух взаимодействующих друг с другом частей, одна из которых расположена на наружной поверхности клапана, а другая - на внутренней поверхности полой цилиндрической части корпуса, при этом расположенные на корпусе кольца снабжены шкалами с делениями в виде ребер, соединяющих верхние и нижние края сквозных прорезей колец для дополнительной стабилизации работы тренажера.

В предложенном устройстве тренажера введен специальный элемент, выполняющий функцию стабилизации характеристик дыхательного тренажера, предотвращающий изменение индивидуальной настройки сопротивления вдоху и выдоху при длительной работе тренажера.

Предлагаемый тренажер поясняется с помощью прилагаемых чертежей, на которых изображено:

Фиг.1 - тренажер в положении вдоха.

Фиг.2 - тренажер в положении выдоха.

Фиг. 3 - поперечное сечение тренажера со стабилизирующим элементом, одна часть которого выполнена в виде паза на внутренней поверхности полой части корпуса, а другая сопряженная с ней часть - в виде выступов на клапане.

Фиг.4 - поперечное сечение тренажера с другим вариантом стабилизирующего элемента, одна часть которого выполнена в виде паза на клапане, а другая часть - В виде сопряженных с ним выступов на внутренней поверхности полой части корпуса.

Предлагаемый дыхательный тренажер см. фиг.1,2, содержит мундштук (1), корпус (2) с полой цилиндрической частью (3), клапан в виде стакана (4), расположенный в полой части корпуса (2) и взаимодействующий с упором (5), ограничивающим перемещение клапана (4), каналы вдоха (6) и выдоха (7), устройство (8) регулировки их проходных сечений. Дыхательный тренажер имеет, по крайней мере, один стабилизирующий элемент (9), выполненный из двух взаимодействующих с друг другом частей (11 и 12), одна из которых (12) расположена на наружной боковой поверхности клапана (4), а другая часть (11) - на внутренней поверхности полой цилиндрической части корпуса (2).

Клапан (4) установлен в корпусе (2) открытым торцом в сторону мундштука (1) с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно корпуса. В боковой стенке клапана (4) выполнено сквозная прорезь (10).

Стабилизирующий элемент (9) может быть выполнен в виде паза (11) на внутренней поверхности полой цилиндрической части корпуса (2) и сопряженных с ним выступов (12) на наружной поверхности клапана (4) (см. фиг.1, 2, 3). Стабилизирующий элемент (9) может быть также выполнен в виде паза (12) на наружной поверхности клапана (4) и сопряженных с ним выступов (11) на внутренней поверхности полой цилиндрической части корпуса (2) (см. фиг.4)

В стабилизирующем элементе наружную поверхность выступов, взаимодействующих с пазом, целесообразнее всего выполнять сферической.

Упор (5) образован кольцевым выступом в нижней части корпуса (2).

Корпус (2) имеет две сквозных прорези (13 и 14), совмещаемых в крайних положениях клапана (4) с прорезью (10) в его боковой стенке.

Устройство (8) для регулировки проходных сечений каналов вдоха и выдоха выполнено в виде двух колец (15 и 16) со сквозными прорезями (17 и 18), совмещаемыми со сквозными прорезями (13 и 14) корпуса (2).

Кольца (15 и 16) закреплены на наружной поверхности цилиндрической части корпуса с возможностью их углового поворота.

Сквозные прорези (17 и 18) в кольцах (15 и 16), совмещенные с прорезями (13 и 14) корпуса (2) и со сквозной прорезью (10) клапана (4) в его крайних положениях, образуют каналы вдоха и выдоха.

Для облегчения установки требуемого аэродинамического сопротивления вдоху и выдоху кольца (15 и 16) снабжены шкалами (19 и 20) с делениями в виде ребер (21), соединяющих верхние и нижние края прорезей (17 и 18) колец (15 и 16) и обеспечивающих дополнительную стабилизацию работы тренажера.

Тренажер работает следующим образом. Поворотом колец (15 и 16) по шкалам (19 и 20) устанавливают требуемые сопротивления вдоху и выдоху индивидуально для каждого пациента. При вдохе под действием разряжения, создаваемого пациентом, клапан (4) поднимается до упора в торец мундштука (1) и удерживается в этом положении до конца вдоха. При этом сквозная прорезь (10) клапана (4) соединяется со сквозной прорезью (13) корпуса (2), образуя канал вдоха.

Проходное сечение сквозной прорези (13) корпуса (2) регулируется поворотом кольца (15). При этом сопротивление вдоху меняется в широких пределах. Вдыхаемый воздух через сквозную прорезь (17) кольца (15), прорезь (13) корпуса (2) и прорезь (10) клапана (4) попадает в полость клапана (2) и из нее через мундштук (1) к пациенту.

При выдохе под действием выдыхаемого воздуха клапан (4) перемещается внутри корпуса (2) до упора в кольцевой выступ (5) в нижней части корпуса (2) в другое крайнее положение, при котором боковая стенка клапана (4) перекрывает прорезь (13) корпуса (2) (канал вдоха), а прорезь (10) клапана (4) соединяется с прорезью (14) корпуса (2), открывая канал выдоха. Проходное сечение прорези (14) корпуса (2) регулируется поворотом кольца (16), при этом сопротивление выдоху меняется в широких пределах независимо от сопротивления вдоху. Выдыхаемый воздух из мундштука (1) через прорезь (10) клапана (4), прорезь (14) корпуса (2) и прорезь (18) кольца (16) выходит из тренажера в атмосферу.

Стабилизирующий элемент (9) в виде двух взаимодействующих частей, одна из которых расположена на внутренней поверхности полой части корпуса, а другая - соответственно на наружной боковой поверхности клапана и шкалы на кольцах с делениями в виде ребер, обеспечивают плавное перемещение клапана без микрозаклиниваний и вибраций, стабилизируют сопротивление вдоху и выдоху, предотвращают заклинивание клапана при длительной работе тренажера и повышают надежность и удобство работы тренажера. Проведенные испытания показали сохранение индивидуальной настройки сопротивления вдоху и выдоху и отсутствие заклинивания клапана при длительной эксплуатации тренажера (10000 циклов и более). По результатам проведенных испытаний предложенный тренажер рекомендован к промышленному производству.