Генератор холодного воздуха для проведения холодовых бронхопровокационных проб

 

Полезная модель относится к области медицины, в частности к пульмонологии, и создана для проведения холодовых бронхопровокационных проб. Предложен генератор холодного воздуха, включающий в себя мотор-компрессор; испаритель и конденсатор, представляющие собой систему трубок с нанизанными на них тонкими металлическими пластинами; вентилятор для обдува конденсатора; хладагент (фреон), циркулирующий в системе охлаждения; электронный блок управления; переднюю панель, снабженную цифровым термометром. Камера охлаждения воздушной смеси изолирована от остальных частей установки теплоизоляционными прослойками. При этом установка выполняет следующий ряд задач: охлаждает воздушную смесь до температуры -24°С; обеспечивает подачу охлажденной смеси к загубнику (либо носовой или лицевой маске); поддерживает температуру на заданном уровне при потоке воздуха через охлаждающую камеру равном 120 литров в минуту. Это обеспечивает все условия для проведения холодовых бронхопровокационных проб.

Полезная модель относится к области медицины, в частности к пульмонологии, и может быть использована для диагностики холодовой гиперреактивности дыхательных путей.

Имеется значительное количество разработок в области воздухоохлаждающей аппаратуры. Основные из них: установки на основе хладагента, охладители с использованием сухого льда и ацетона, термоэлектрические охладители.

Термоэлектрические охладители используют электрические цепи с элементом Пельтье. КПД такой установки 16-17%, что не может обеспечить необходимую скорость охлаждения газовой смеси, а, следовательно, делает недостижимым технический результат.

Охладители на основе сухого льда и ацетона - приборы холодного воздуха, состоящие из двух изолированных друг от друга стиропором пластиковых резервуаров. Во внутреннем резервуаре создается холодовой раствор при помощи комбинации сухого льда и ацетона. Данная установка громоздка и сложна для настройки, причем нет возможности регулировать температуру на выходе.

Холодовые установки на базе хладагента - эффективные приборы. Холод вырабатывается за счет циркуляции хладагента в специальной системе, содержащей испаритель и конденсатор. И при условии, что испаритель охлаждающей установки будет содержать большую площадь взаимодействия с воздухом, холодовая установка может обеспечивать необходимый технический результат.

В качестве прототипа выбран охладитель из экспериментальной установки авторов [1-3]. Теплообмен в прототипе реализован по принципу морозильной камеры, что не позволяет достигать требуемой производительности охлаждения выходного потока (до 120 литров в минуту для взрослого человека). Применение прототипа возможно только для проведения холодовых бронхопровокационных проб у детей, поскольку поступающая в охлаждающую камеру газовая смесь с потоком 120 литров в минуту не будет успевать охладиться до необходимой температуры (- 20°С).

Предлагаемый генератор холодного воздуха представляет собой систему (Фиг.1), в которой во время работы установки непрерывно циркулирует хладагент. Мотор-компрессор (12) засасывает газообразный фреон из испарителя (9), сжимает его и через фильтр выталкивает в конденсатор (13). В конденсаторе нагретый в результате сжатия фреон остывает до комнатной температуры и окончательно переходит в жидкое состояние. Жидкий фреон, находящийся под давлением, через отверстие капилляра попадает во внутреннюю полость испарителя, переходит в газообразное состояние, в результате чего отнимает тепло от стенок испарителя. Испаритель представляет собой изогнутую трубку, на которую нанизаны тонкие металлические пластины, что повышает площадь соприкосновения воздуха и испарителя. Испаритель помещен в отдельную камеру (14), стенки которой выполнены из пластика и теплоизоляционных прослоек. Конденсатор также представляет собой изогнутую трубку с большим количеством металлических пластин, обдуваемых комнатным воздухом при помощи вентилятора для более эффективного остывания.

Для генератора холодного воздуха спроектирована передняя панель (8), обеспечивающая необходимые существенные признаки для создания возможности проведения холодовых бронхопровокационных проб. В переднюю панель встроен цифровой термометр (7) и трубка для присоединения загубника или носовой (лицевой) маски. Конструкция панели позволяет выполнять следующие функции:

- изоляция охлаждающей камеры от комнатного воздуха;

- подведение газовой смеси непосредственно к охлаждающему элементу;

- подача охлажденной газовой смеси на клапан загубника;

- измерение температуры газовой смеси на выходе посредством встроенного цифрового термометра;

- наличие съемного крепления для загубника.

Существенные признаки генератора холодного воздуха:

- равномерность подачи газовой смеси непосредственно через охладитель (испаритель);

- хладопроизводительность установки;

- осушение воздушной смеси;

- теплоизоляция устройства.

Технический результат - реализация охлаждающей установкой подачи газовой смеси, состоящей из воздуха и углекислого газа, охлажденной до температуры не выше -20°С, на вдох пациенту, которому выполняется холодовая бронхопровокационная проба. Во время проведения холодовой пробы (в течение трех минут) температура смеси на выходе из установки поддерживается на одном и том же уровне. Материалы, с которыми вступает в контакт воздушная смесь внутри установки при охлаждении и подведении к выходу из охлаждающего устройства, должны отвечать требованию нетоксичности и безопасности для здоровья пациентов.

Задачами установки для проведения изокапнической гипервентиляции холодным воздухом являются:

- охладить до температуры не выше -20 градусов Цельсия газовую смесь, подводимую к входу в охладитель с величиной потока до 120 литров/мин;

- подать охлажденную воздушную смесь непосредственно к загубнику (либо носовой или лицевой маске);

- поддерживать низкую температуру на выходе из установки.

При включении установки в течении двух минут температура внутри охлаждающей камеры понижается до -24°С. При этом газовая смесь, поступающая в камеру, успевает полностью охладится до того как достигнуть выхода из установки (6). В составе охлаждающей установки отсутствуют любые опасные факторы для здоровья пациентов. Это говорит о достижении технического результата.

Конструктивные элементы:

- мотор-компрессор;

- испаритель;

- конденсатор;

- вентилятор обдува конденсатора;

- хладагент (фреон);

- передняя панель;

- электронный блок управления;

- цифровой термометр;

- теплоизоляционные прослойки (располагаются в месте стыка кондиционера и лицевой панели).

Литература.

1 Nielsen K.G., Bisgaard H. Lung Function Response to Cold Air Challenge in Asthmatic and Healthy Children of 2-5 Years of Age // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Vol.161, pp.1805-1809, 2000.

2 Nielsen K.G., Bisgaard H. Hyperventilation with Cold versus Dry Air in 2-to 5-year-old Children with Asthma // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, Vol 171, pp.238-241, 2005.

3 Nielsen K.G. Lung function and bronchial repsonsiveness in young children Danish // Medical Bulletin vol.53, 1, pp.46-75, 2006.

Генератор холодного воздуха, содержащий холодильную машину с конденсатором воздушного охлаждения, снабженным вентилятором, отличающийся тем, что конденсатор и вентилятор размещены в отдельной камере корпуса, причем комнатный воздух втягивается через отверстия в боковой крышке корпуса и выдувается через металлические пластины конденсатора; испаритель холодильной машины помещен в другую теплоизолированную камеру корпуса, снабженную передней панелью с входным отверстием для воздушной смеси, которая подводится непосредственно к металлическим пластинам испарителя; также в панели имеется выходное отверстие, позволяющее прикрепить загубник (либо носовую или лицевую маску); в панель интегрирован цифровой термометр с жидкокристаллическим индикатором, отображающим температуру газовой смеси на выходе; охлаждающая камера по всему периметру теплоизолирована специальными прослойками; между обеими камерами расположен мотор-компрессор, нагнетающий хладагент в конденсатор; все элементы генератора холодного воздуха помещены в металлический корпус.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для определения сопротивления противогазовых коробок

Полезная модель относится к турбогенераторам с полным воздушным охлаждением и позволяет обеспечить эффективное охлаждение обмотки статора

Устройство относится к медицинской технике, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для измерения параметров биологической среды, диагностики лор заболеваний и лечения слизистой оболочки придаточных пазух носа и стенок верхнечелюстной пазухи.
Наверх