Патент ссср 314522

OllHCAHNE 3I4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сбветских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.|||.1970 (№ 1418666131-16) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 21.IX.1971. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 13.III.1972

МПК А 61h 31/02

Комитет по делам изобретений и открытий

УДК 615.476:615.816 (088.8) при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

П. Г. Костюк, Н. Н. Преображенский, P. В. Поляк, А. Г. Малинский, В. H. Сиников, Б. 3. Грушевский и Р. М. Петрушанский

Заявитель

Экспериментально-конструкторские мастерские Института физиологии им. А. А. Богомольца

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЫХАНИЯ

ЛАБОРАТОРНЪ|Х ЖИВОТНЪ|Х

Известные устройства для искусственного дыхания лабораторных животных, содержащие управляемый электропривод, пневмосистему и кулачки, не обеспечивают активный выдох и не позволяют производить независимую регулировку объемов выдыхаемого возду а. Кроме того, регулирование частоты циклов дыхания производится ступенчато в узком диапазоне, а изменение объема вдыхаемого воздуха можно осуществить только на неработающем аппарате. В известных аппаратах не предусмотрена также стабилизация напряжения питания приводного электродвигателя, что ведет к колебаниям объема вдыхаемого воздуха в зависимости от колебаний напряжения сети.

В предлагаемом устройстве в отличие от известных поршневые пневмосистемы выполнены автономными, благодаря чему обеспечивается активный выдох и возможность независимой регулировки объемов выдыхаемого воздуха.

Для плавной регулировки частоты циклов дыхания на работающем аппарате с сохранением постоянного момента на валу двигателя при всех рабочих оборотах и стабилизации частоты циклов дыхания независимо от изменения напряжения сети в предлагаемом устройстве применена транзисторно-тиристорная схема управления электроприводом с отрицательной и положительной обратной связью и питанием от сети.

Постоянство хода поршня обеспечивается тем, что кулачок заданного профиля соединен

5 со штангой при помощи шарнирной вилки с пружиной.

На фиг. 1 изображена пневмо-кинематическая схема описываемого устройства; на фиг. 2 — один канал регулирующего устройст10 ва с сечениями по А — А и Б — Б; на фиг. 3— принципиальная электронная схема устройства.

Электродвигатель 1 соединен с помощью эластичной муфты 2 с червячным редуктором

15 3. Выходной вал 4 редуктора приводит во вращение два кулачка 5 и б специального профиля, которые с помощью штанг 7 и 8 передают движение на оба поршня 9 и 10 каналов выдоха и вдоха. Движение на штангу 7 или 8

20 от кулачков 5 или б передается с помощью шарнирной вилки, состоящей из шарикоподшипников 11 и 12 в местах соприкосновения с кулачком, шарнира 18, нижней подвижной щеки 14 и пружины 15. Указанная шарнирная

25 вилка обеспечивает постоянную механическую связь кулачка любого нужного профиля со штангой и, следовательно, постоянство хода поршня. Каждая штанга имеет опору 1б скольжения в шарнирной крестовине 17, установзо ленной в подвижной каретке 18. Шарнирная

314522 крестовина обеспечивает качание штанги в любой точке нахождения каретки.

Каретка перемещается по направляющей планке 19 с помощью винтового вала 20 и гайки 21. Вращая рукоятки 22 и 23, с помощью конических пар 24 и 25 можно установить каретки 18 и 26 в любом требуемом положении.

Контроль производится с помощью пересчетпых на объем воздуха шкал 27 и 28 и кареток со стрелками 29 и 80. Передней опорой штанги является циклическая поверхность пяты 81, по которой перемещаются ролики 32. Для обеспечения постоянного прижатия штанг к опоре при вращении кулачков 5 или б и, следовательно, обеспечения постоянства хода поршня 9 или 10, бесшумной работы и долговечности устройства, предусмотрена специально рассчитанная коническая витая пружина 33.

С цилиндрами 84 и 85 обоих каналов соединяются воздухопроводами выпускные 36 и 87, а также всасывающие 88 и 89 клапаны.

Для создания в системе вдоха необходимого давления воздуха имеется регулировочный клапан 40. Контроль давления производится с помощью манометра 41.

Электрическая система устройства состоит из элекртодвигателя 1 постоянного тока, оомотка возбуждения которого питается выпрямленным сетевым напряжением, и транзисторно-тиристорной схемы стабилизации оборотов по цепи якоря, Стабилизация оборотов осуществляется за счет изменения частоты и амплитуды импульсов тока в цепи якоря. Транзисторно-тиристорная схема управления содержит тиристор 42, ограничительное сопротивление 48, сглаживающий конденсатор 44 и схему сравнения на транзисторе 45. Схема сравнения открывает тиристор 42 в тот момент, когда напряжение

»а конденсаторе 44 станет меньше управляющего напряжения, которое снимается с движка потенциометра 46, а напряжение на тиристоре 42 станет больше напряжения на конденсаторе 44.

В цепь потенциометра 46 включены две корректирующие цепи. Одна, состоящая из элементов 47 — 50, осуществляет положительную обратную связь с напряжением сети и корректирует нелинейность механической характеристики двигателя в верхнем пределе оборотов. Другая, состоящая из элементов

51 — 56, осуществляет отрицательную обратную связь с питающим напряжением для коррекции нижнего предела оборотов.

Положительная и отрицательная обратные связи компенсируют нелинейность механической характеристики двигателя, обусловленной изменением магшпного потока и амплитуды управляющего импульса, связанным с нестабильностью сети.

После включения устройства и установки

5 нужного количества оборотов электродвигателя 1 (частоту дыхания) ручкой потенциометра 46 с помощью рукояток 22 и 28 устанавливают требуемый ход поршней 9 и 10 (объем выдоха и вдоха), причем ход каждого из

1р поршней может быть различным в зависимости от объемов вдыхаемого II выдыхаемого воздуха. Если в процессе опыта необходимо изменить частоту или объем дыхания, то это легко достигается вращением рукоятки потенциометра 46 или рукояток 22 и 28 механизма регулирования хода поршней 9 и 10.

При движении поршня вдоха 10 вниз воздух через всасывающий клапан 89 поступает в полость цилиндра вдоха. При движении порш2р ня вверх воздух из цилиндра вдоха через выпускной клапан 87 по воздухопровдоу поступает к животному. Величина предельного давления воздуха устанавливается с помощью регулировочного клапана 40 и контролируется

25 манометром 41.

Процесс активного выдоха осуществляется через всасывающий клапан 88 при движении поршня 9 вниз. При движении поршня вверх воздух через выпускной клапан 86 выталки30 вается в атмосферу.

Предмет изобретения

1. Устройство для искусственного дыхания лабораторных животных, содержащее управляемый электропривод, пневмосистему и кула IKH, отличающееся тем, что, с целью обеспечения активного выдоха и возможности независимой регулировки объемов выдыхаемого и вдыхаемого воздуха, поршневые пневмосистемы выполнены автономными.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью плавной регулировки частоты циклов дыхания на работающем аппарате с сохранением постоянного момента на валу двигателя при всех рабочих оборотах и стабилизации частоты циклов дыхания независимо от изменения напряжения сети, применена транзисторно-тиристорная схема управления электроприводом с отрицательной и положительной обратной связью и питанием от сети.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ооеспечения постоянства хода поршня, кулачок заданного профиля соединен со штангой при помощи шарнирной вилки с пружиной.

314522

Фиг D

Составитель Е. Ланцбург

Редакзор Т. Каранова

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 175/4 Изд. г7 73 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета Jlo делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская цаб., д. 4/5