устройство для создания гипоксических и гипероксических смесей

Формула изобретения

1. Устройство для комплексной гипокситерапии, чередуемой с гипероксическими паузами, содержащее последовательно подключенные компрессор, используемый в качестве источника давления, модуль газоразделения для получения гипероксической смеси и вентиль, последовательно соединенный с индикатором расхода, отличающееся тем, что в качестве модуля газоразделения используется блок короткоцикловой адсорбции, имеющий два выхода для получения гипоксической и гипероксической смесей, при этом в цепь между выходом модуля газоразделения для гипероксической смеси и выходным патрубком устройства, содержащую упомянутые вентиль и индикатор расхода, последовательно включены обратный клапан, накопительный ресивер, регулятор давления и регулятор расхода, а выход модуля газоразделения для гипоксической смеси соединен с выходным патрубком последовательно через пневмоклапан, вакуумный насос, накопительный ресивер, другой регулятор расхода и другой индикатор расхода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен блок управления, к адсорберам присоединены разгрузочные пневмоклапаны и датчики давления, которые генерируют управляющий сигнал в блоке управления для закрытия разгрузочных пневмоклапанов, а выходы блока управления соединены с управляющими входами пневмоклапанов.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок управления включает регулируемый таймер для изменения времени сорбции и десорбции азота и пороговый блок для управления разгрузочными клапанами.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен вентилятор, установленный с возможностью обдува компрессора и вакуумного насоса.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что компрессор и вакуумный насос выполнены в едином блоке с общим двигателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для лечения и профилактики респираторных, циркулярных и метаболических нарушений, повышения уровня неспецифической резистентности и компенсаторных возможностей организма, снижения побочного действия ионизирующей радиации на организм и т.п.

В медицине широко используются способы и устройства для нормобарической оксигенотерапии, при которых больной вдыхает обогащенную кислородом дыхательную смесь (см., например, патент США № 4281651, А61М 16/00, 1981, патент США № 4326513, А61М 16/00, 1982, патент США № 5172687, A61G 10/00, 1992, патент США 2008/0034975, B01D 53/04, патент США 2008/0202337, B01D 53/047, патент США 2003/0200865, B01D 53/02, патент России № 2048866, B01D 53/04, 1991, патент России № 2077370, B01D 53/04, 1995, патент России № 2140806, B01D 53/04, 1998 или заявку Великобритании № 1526957, А61М 16/00, 1978).

Для получения газовых гипоксических смесей широко используются устройства, работающие на принципе респирации (см., например, а.с. № 1335294, А61М 16/00, 1985 или а.с. № 1826918, А61М 16/00, 1991).

Однако эти устройства не обеспечивают одновременного получения гипоксических (содержание кислорода менее 16%) и гипероксических (содержание кислорода более 21%) газовых смесей, а также не позволяют производить изменения состава создаваемой газовой смеси по требуемому закону с достаточной скоростью.

Наиболее близкой к предложенному устройству является устройство для комплексной оксигено- и гипокситерапии (патент России № 2121854, А61М 16/10).

Тем не менее и оно не обладает необходимыми диапазонами концентраций создаваемых гипо-, а особенно, гипероксических газовых смесей, т.к. в одном цикле на мембране не удается получить концентрацию кислорода более 50%. Кроме того, поскольку для работы требуется повышенное давление, то установка для получения гипер и гипоксических смесей получается шумной и потребляющей большое количество электроэнергии.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является интенсификация лечебного и тренировочного процессов, повышение эффективности способа за счет увеличения диапазонов концентраций кислорода в гипо- и гипероксических газовых смесях, а также создание эффективного, недорогого, простого, автономного и надежного устройства для осуществления процедур комплексной гипокситерапии, чередуемой с гипероксическими паузами.

Указанный результат достигается тем, что известное устройство для оксигено- и гипокситерапии, содержащее источник давления и датчик расхода, снабжено последовательно подключенными компрессором, используемым в качестве источника давления, модулем газоразделения и вентилем, последовательно соединенным с датчиком расхода, причем в качестве модуля газоразделения используется блок короткоцикловой адсорбции, имеющий два выхода для возможности получения гипоксической и гипероксической смесей, при этом выходы модуля газоразделения соединены с выходными патрубками устройства один через вентиль и регистратор расхода, другой через вакуумный насос, а затем через другой вентиль и регистратор расхода.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для комплексной гипокситерапии, чередуемой с гипероксическими паузами, а на фиг.2 - временная диаграмма его работы (клапанного аппарата).

В качестве модуля газоразделения используется блок короткоцикловой адсорбции. В состав этого блока входят адсорберы 8 и 9, пневмоклапаны 4 и 5, пневмоклапаны 6 и 7, обратные клапаны 12 и 13 и ограничивающий вентиль 27.

Как показано на фиг.1, компрессор 2 подключен к адсорберам 8 и 9 блока короткоцикловой адсорбции через накопительный ресивер 3 и пневмоклапаны 4 и 5, между входами адсорберов 8 и 9 установлены пневмоклапаны 6 и 7. К выходу адсорберов подключены обратные клапаны 12 и 13, через которые обогащенная кислородом смесь попадает в накопительный ресивер 14, а также разгрузочные пневмоклапаны 10 и 11. К ресиверу подключены последовательно регулятор давления 15, регулятор расхода 16 и индикатор расхода 17. Клапаны 6 и 7 подключены к вакуумному насосу, с вывода которого обогащенная азотом смесь поступает в накопительный ресивер 19. К ресиверу 19 подключены последовательно: регулятор расхода 20 и индикатор расхода 21. Компрессор 2 и вакуумный насос 18 выполнены в одном блоке и приводятся в движение общим двигателем. В непосредственной близости к двигателю размещен вентилятор для обдува двигателя, компрессора и вакуумного насоса, а также подачи порции свежего воздуха к входному фильтру 1 компрессора. Клапаны 4, 5, 6, 7, 10 и 11 управляются по командам, поступающим от блока управления 26. Блок управления состоит из регулируемого таймера, порогового блока и управляющего устройства. Регулируемый таймер формирует и синхронизирует временные интервалы работы клапанов 4, 5, 6, 7, 10 и 11 устройства. Пороговый блок регистрирует сигналы, поступающие от датчиков давления 22 и 23 и прерывает действие текущего интервала времени, сформированного регулируемым таймером. Пороги срабатывания порогового блока также могут регулироваться в зависимости от достижения необходимых концентраций. Управляющее устройство усиливает сигнал регулируемого таймера до величины достаточной для управления клапанами 4, 5, 6, 7, 10 и 11.

На фиг.2 показана диаграмма работы клапанов устройства (последовательность временных интервалов, в которые клапаны 4-7, 6-5, 10 или 11 открыты).

Устройство работает следующим образом. В течение времени Т1 компрессор 2 через ресивер 3 и открытый пневмоклапан 4 нагнетает воздух в полость адсорбера 8 (фиг.1, 2). Вход адсорбера 9 соединен через открытый клапан 7 с вакуумным насосом, компрессор 2 от входа адсорбера отсечен закрытым клапаном 5. Разгрузочные пневмоклапаны 10 и 11 закрыты. Сорбент, находящийся в полости адсорбера 8, поглощает азот, и обогащенный кислородом воздух поступает через обратный клапан 12 и ограничивающий вентиль 27 в ресивер 14, а затем через регулятор давления, регулятор и индикатор расхода поступает к пациенту. По окончании интервала Т1 блок управления закрывает клапан 4, который перекрывает вход адсорбера 8, и открывает разгрузочный пневмоклапан 10. В течение интервала Т2 происходит уменьшение давления в адсорбере 8 через открытый разгрузочный пневмоклапан 10 до величины Р1 отличной от атмосферного давления, при этом датчик давления 22 подает сигнал на блок управления об окончании интервала Т2. По окончании интервала Т2 клапаны 5 и 6 открываются, а клапан 7 закрывается и адсорбер 8 присоединяется к вакуум-насосу. Из сорбента в адсорбере 8 начинает десорбироваться азот, который скапливается в ресивере 19, а затем через регулятор и индикатор расхода 21 поступает к пациенту. В этот период в адсорбер 9 поступает сжатый воздух через клапан 5. Сорбент, находящийся в полости адсорбера 9, поглощает азот, и обогащенный кислородом воздух поступает через обратный клапан 13 и ограничивающий вентиль 27 в ресивер 14. Затем цикл повторяется вновь. При откачке смеси, обогащенной азотом, из адсорберов происходит одновременная регенерация адсорбента. Для ограничения увеличения давления в ресивере 3 предусмотрен клапан 25, сбрасывающий давление при достижении его более 0,35 МПа.

Регуляторы расхода 16 и 20 служат для выравнивания расхода смеси. Изменение концентрации кислорода в гипо- и гипероксической газовой смеси регулируется изменением времени Т1 и Т3, а также изменением порога срабатывания датчиков давления 22 и 23. Предохранительный клапан 28 служит для сбрасывания давления из ресивера 14 при достижении давления в нем более 0,2 МПа.

В качестве сорбента могут использоваться соединения NaA, NaX, СаА, CaX.