Барокамера

 

Изобретение относится к медицинскому приборостроению. Устройство содержит герметичную камеру, циркуляционный контур и пневматическую систему управления. В устройство дополнительно введены переключатель потока кислорода, клапаны переключения - ручные краны и дополнительный обратный клапан, что позволяет предотвратить внезапное резкое увеличение давления в герметичной камере и тем самым повысить безопасность пациента. 1 ил.

Изобретение относится к медицинским пневматическим устройствам, предназначенным для создания вокруг больного избыточного давления кислорода и обеспечения длительного лечения больного в этих условиях. Известны пневматические барокамеры, содержащие герметичную камеру, поглотитель углекислого газа и запахов, охладитель, нагреватель, инжектор, линию питания кислородом, пневматическую систему управления, обеспечивающую работу на открытом и закрытом контурах и включающую клапан включения питания кислородом, регуляторы давления, пневмоклапаны с управляющими линиями, задатчик избыточного давления, задатчик скорости компрессии и декомпрессии, устройство для измерения и контроля потока кислорода, выпускной клапан и систему трубопроводов. Общим недостатком известных медицинских пневматических барокамер является возможность подачи кислорода в полость управляющего давления выпускного клапана через задатчик избыточного давления при максимальной подаче кислорода в герметичную камеру. В этом случае выход кислорода из камеры через выпускной клапан закрыт, что приводит к быстрому нерегулируемому увеличению давления в герметичной камере. Быстрая компрессия вызывает у пациента болевые ощущения или может привести к баротравме. Целью изобретения является повышение безопасности пациента путем предотвращения быстрого нерегулируемого увеличения давления в герметичной камере как на режиме открытого, так и закрытого контуров в случае полностью открытого задатчика компрессии. Цель достигается тем, что в барокамере, содержащей герметичную камеру, линию питания кислородом, циркуляционный контур, состоящий из последовательно включенных между выходом и входом герметичной камеры поглотителя углекислого газа и запахов охладителя, инжектора, нагревателя, измерителя потока кислорода, пневматическую систему управления, включающую соединенный входом с линией питания регулятор перепада давления, управляющая линия которого подключена к герметичной камере, задатчик избыточного давления, задатчик скорости компрессии и декомпрессии, соединенный с выходом герметичной камеры через регулятор давления, первый нормально закрытый пневмоклапан, имеющий управляющую линию на открытие, вход, подключенный к линии питания и к входу первого клапана переключения, и выход, соединенный через первый обратный клапан к входу задатчика избыточного давления, подключенному через второй обратный клапан к герметичной камере, выпускной клапан, управляющая полость которого соединена с выходом задатчика избыточного давления через второй клапан переключения, второй нормально закрытый пневмоклапан с входом, выходом и управляющими линиями на открытие и закрытие, в ее пневматическую систему управления введен двухходовый переключатель потока кислорода, вход которого соединен с выходом регулятора перепада давления, первый выход подключен к инжектору циркуляционного контура, второй выход - непосредственно перед измерителем потока кислорода, а управляющая полость переключателя соединена с линией питания через первый клапан переключения, выполненный в виде ручного крана, при этом управляющая линия на открытие первого нормально закрытого пневмоклапана подключена через имеющийся в схеме третий обратный клапан к выходу задатчика избыточного давления и последовательно к управляющей полости выпускного клапана через второй клапан переключения, выполненный в виде ручного крана, а вход второго нормально закрытого пневмоклапана соединен с первым выходом двухходового переключателя потока, с управляющей линией на открытие этого пневмоклапана и с входом задатчика скорости компрессии и декомпресии, вход которого подключен к второму выходу двухходового переключателя потока и к управляющей линии на закрытие второго пневмоклапана, выход которого соединен с входом задатчика избыточного давления при помощи вновь введенного в схему четвертого обратного клапана. Преимуществом изобретения является предотвращение возможности задания и повышения давления в камере на закрытом контуре в случае полностью открытого канала компрессии в задатчике скорости компрессии и декомпрессии, что обеспечивает повышение безопасности пациента, находящегося в закрытой герметичной камере. На чертеже изображена принципиальная пневматическая схема барокамеры. Барокамера включает в себя линию питания 1, циркуляционный контур 2, герметичную камеру 3 с крышкой 4 и пневматическую систему 5 управления. Герметичная камера 3 оснащена механическим клапаном 6, который имеет штуцеры 7,8,9,10,11, подпружиненный золотник 12 с толкателем 13, управляющие трубопроводы 14,15,16,17 и циркуляционные трубопроводы 18 и 19. Линия питания 1 кислородом состоит из фильтра 20, редуктора 21, запорного вентиля 22, манометра 23 и подсоединенной линии питания кислородом от больничной сети с обратным клапаном 24. Запорный вентиль 22 соединен с пневмоклапаном 25, и в этой линии установлен сигнализатор 26 давления. Пневмоклапан 25 имеет два штуцера 27 и 28 давления питания и два штуцера 29 и 30 управляющего давления. Пневмоклапан 25 трубопроводом 31 соединен с регулятором 32 перепада давления. Трубопровод 31 имеет ответвляющийся трубопровод 33 для управления двухходовым переключателем 34 потока через ручной кран 35 переключения и трубопровод 36 управляющей линии, а также трубопровод 37, подающий питание к задатчику 38 избыточного давления через нормально закрытый пневмоклапан 39, трубопровод 40, обратный клапан 41 и трубопроводы 42 и 43. Выходной штуцер задатчика 38 избыточного давления трубопроводами 44,45,46 через ручной кран 47 переключения соединен с управляющей полостью выпускного клапана 48. Трубопровод 43 соединен с трубопроводом 17 через обратный клапан 49 и трубопровод 50. Манометры 51 и 52 показывают заданное давление и фактическое давление в герметичной камере 3. Регулятор 32 перепада давления соединен трубопроводом 53 с двухходовым переключателем 34 потока, который имеет два выходных штуцера 54 и 55. Штуцер 54 трубопроводом 56 подключен к инжектору 57 циркуляционного контура, трубопроводами 58 и 59 к входу задатчика 60 скорости компрессии и декомпрессии и трубопроводом 61 к штуцеру 62 управляющей линии на открытие нормально закрытого пневмоклапана 63. Штуцер 55 двухходового переключателя 34 потока трубопроводами 64,65 соединен с трубопроводом 66 циркуляционного контура, трубопроводом 67 с выходным штуцером 68 задатчика 60 скорости компрессии и декомпрессии и трубопроводом 69 с управляющей линией на закрытие нормально закрытого пневмоклапана 63. Входной штуцер нормального закрытого пневмоклапана 63 трубопроводом 70 соединен с трубопроводом 56, а выход нормально закрытого пневмоклапана 63 соединен с линией питания задатчика 38 избыточного давления трубопроводами 71,72,43 через обратный клапан 73. Трубопровод 74, поглотитель 75 углекислого газа и запахов, охладитель 76, инжектор 57, нагреватель 77, трубопровод 66, измеритель 78 потока кислорода и трубопровод 18 образуют циркуляционный контур 2. Задатчик 60 скорости компрессии и декомпрессии через трубопроводы 79,80 и регулятор 81 давления соединен с трубопроводом 19, а через трубопроводы 82 и 83 с атмосферой. Задатчик 38 избыточного давления трубопроводом 84 соединен с атмосферой через трубопровод 83. Управляющая полость на открытие нормально закрытого клапана 39 трубопроводами 85 и 86 через обратный клапан соединена с выходом задатчика 38 избыточного давления и через ручной кран 47 переключения с полостью управляющего давления выпускного клапана 48. Регулятор 32 перепада давления, двухходовой переключатель 34 потока, задатчик 38 избыточного давления, первый ручной кран 35 переключения, первый нормально закрытый пневмоклапан 39, первый обратный клапан 41, второй обратный клапан 49, выпускной клапан 48, второй ручной кран 47 переключения, второй нормально закрытый клапан 63, третий обратный клапан, четвертый обратный клапан 73, задатчик 60 скорости компрессии и декомпрессии, регулятор 81 давления и соединяющие их трубопроводы составляют пневматическую систему 5 управления. Барокамера работает следующим образом. Кислород от сети через обратный клапан 24 или из баллона через фильтр 20 и редуктор 21 поступает к вентилю 22 и далее к пневмоклапану 25. Кислород, выходя из вентиля 22, по трубопроводу 16 поступает к штуцеру 8 клапана 6, выходит через штуцер 11 и по трубопроводу 15 через штуцер 30 поступает в пневмоклапан 25, поддерживая его в закрытом положении, тем самым не давая возможности кислороду поступать в систему. При закрытии камеры 3 рычаг перемещает толкатель 13 с золотником 12 механического клапана 6, тем самым сообщая штуцер 8 со штуцером 10, а штуцер 9 со штуцером 11. Происходит открытие пневмоклапана 25, так как давление рабочей среды всегда больше давления в камере. Кислород через штуцер 28 пневмоклапана 25 по трубопроводу 31 поступает в регулятор 32 перепада, который поддерживает постоянный перепад давления на выходе в зависимости от давления в камере 3. Далее кислород по трубопроводу 53 поступает в двухходовой переключатель 34 и через его штуцер 55, трубопроводы 64,65,66 через устройство 78 и трубопровод 18 в камеру 3 и вытесняет находящийся там воздух через трубопровод 19, выпускной клапан 48, трубопровод 83 в атмосферу. Таким образом, вначале осуществляется подача кислорода в камеру 3 для удаления находящегося в ней воздуха. Этот режим называется режимом вымывания на открытом контуре. В это время ручным краном 35 переключения трубопровод 33 соединен с трубопроводом 36 и под воздействием управляющего давления шток двухходового переключателя 34 соединяет трубопровод 53 со штуцером 55, а выходной штуцер 54 закрыт и кислород из магистрали в трубопровод 56, а также в трубопроводы 58,59,61,70 не попадает. Пневмоклапан 63 поддерживается в закрытом положении усилием пружины и давлением через трубопровод 69. Штуцер 68 задатчика 60 скорости компрессии и декомпрессии во время режима вымывания должен быть перекрыт. Если же в результате ошибочных действий оператора он будет открыт, то давление в управляющих полостях на открытие и закрытие нормально закрытого клапана 63 будет одинаковым и клапан 63 будет закрыт под воздействием пружины. Таким образом: во время режима вымывания, т.е. при максимальной подаче кислорода в камеру 3 к задатчику 38 избыточного давления по линии через нормально закрытый пневмоклапан 63 давление подаваться не будет, а следовательно, нет возможности закрыть выход кислорода из камеры 3 выпускным клапаном 48. Линия питания задатчика 38 избыточного давления через нормально закрытый клапан 39 также закрыта, так как управляющая линия на его открытие, состоящая из трубопроводов 85,86 и третьего обратного клапана, находится без давления. На режиме вымывания давление в камере 3 не повышается. По окончании режима вымывания ручным краном 35 переключения трубопровод 36 соединяется с атмосферой. Шток переключателя 34 под усилием пружины соединяет трубопровод 53 через штуцер 54 с трубопроводом 56, и кислород из магистрали попадает в инжектор 57 циркуляционного контура. Если при этом штуцер 68 задатчика 60 скорости компрессии и декомпрессии соединен с его входом, то линия питания задатчика 38 избыточного давления будет перекрыта нормально закрытым клапаном 63, а следовательно, будет отсутствовать давление и линии питания задатчика 38, через нормально закрытый пневмоклапан 39. Для возможности проведения режима компрессии, т.е. повышения давления в камере 3 до нужной величины с безопасной для пациента скоростью необходимо, чтобы в это время штуцер 68 задатчика скорости компрессии и декомпрессии был перекрыт. Тогда в трубопроводе 69 избыточного давления не будет, а в управляющую полость на открытие нормально закрытого клапана 63 через трубопроводы 56,58,70,61 и штуцер 62 подается избыточное давление, превышающее давление в камере 3. Клапан 63 открывается и кислород по трубопроводам 70,71,72,43 через обратный клапан 73 подходит к задатчику 38 избыточного давления. Появляется возможность закрыть выход из камеры 3 путем подачи кислорода в полость управляющего давления выпускного клапана 48 через трубопроводы 44,45, кран переключения 47 и трубопровод 46. Величина давления устанавливается вручную задатчиком 38 и контролируется по манометру 51. Открывается линия питания задатчика 38 через клапан 39, который открывается давлением, подходящим по трубопроводам 86,85 через обратный третий клапан и трубопроводы 37,40,42,43 и обратный клапан 41. Поскольку давление в трубопроводе 31 благодаря регулятору 32 перепада всегда больше, чем в трубопроводах 53,56,70, то обратный клапан 73 закрыт, а питание задатчика 38 происходит только через клапан 39. При таком положении система работает на контуре рециркуляции, в камеру подается минимальное количество кислорода через инжектор. Для проведения режима компрессии, рукояткой задатчика 60 устанавливают нужную скорость нарастания давления в камере 3. Благодаря регулятору 32 перепада давление на входе и выходе в задатчике 60 изменяется пропорционально изменению давления в камере 3 и скорость повышения давления в камере 3 зависит только от величины открытия проходного сечения задатчика 60. Давление в камере 3 контролируется по манометру 52. В результате притока кислорода по трубопроводам 56,58,59,67,65 и через инжектор 57 давление в камере 3 повышается и по достижении заданной величины, когда показания манометра 52 совпадут с показаниями манометра 51, режим компрессии считается законченным. По окончании режима компрессии рукоятку задатчика 60 переводят в нейтральное положение, при этом рабочая среда поступает в камеру только через инжектор 57, который путем подсоса осуществляет циркуляцию кислорода во всем циркуляционном контуре. Кислород из камеры 3 по трубопроводам 19,74 поступает в поглотитель углекислого газа и запахов 75, далее поступает в охладитель 76, где охлаждается ниже точки росы и из него выпадает влага, выделенная находящимся в камере 3 больным. Охлажденная и обезвоженная рабочая среда, выходящая из охладителя 76, в инжекторе 57 смешивается с инжектирующим потоком и попадает в нагреватель 77, где нагревается до заданной температуры, затем через трубопровод 66 проходит устройство 78 измерения и контроля потока, по трубопроводу 18 поступает в камеру. Такое поступление рабочей среды характеризует работу барокамеры и на закрытом контуре на основном режиме. На основном режиме происходят сеансы лечения больного. Однако имеется ряд заболеваний, которые требуют лечения под повышенным давлением при постоянном максимальном поступлении свежего кислорода, т.е. в этом случае система должна работать на режиме открытого контура. При этом ручной кран 35 переключения соединяет трубопроводы 33 и 36, через двухходовой переключатель потока 34 кислород проходит из трубопровода 53 в трубопровод 64 и поступает в камеру 3 тем же путем, что и на режиме вымывания. На закрытом контуре при основном режиме может возникнуть необходимость увеличить вентиляцию камеры, не переходя на открытый контур. Это позволяет улучшить условия в камере без подачи максимального количества кислорода. Для этого необходимо задатчиком 60 открыть поступление кислорода по линии компрессии через трубопроводы 59 и 67. В обоих случаях основного режима и на открытом контуре и при открытой линии компресии, давление в полости управляющего давления выпускного клапана 48 остается заданным, так как питание задатчика 38 и избыточного давления происходит через открытый клапан 39 по второй линии питания. Избыток кислорода в данных случаях и кислород, поступающий на инжектор для создания циркуляции на закрытом контуре, сбрасывается в атмосферу через выпускной клапан 48 и трубопровод 83. По окончании лечебного сеанса постепенно снижают давление в камере 3 до атмосферного. Этот режим называется режимом декомпрессии и проводится на закрытом контуре. Для снижения давления в камере 3 поворачивают ручку задатчика 60 компрессии и декомпрессии в сторону декомпрессии до величины, соответствующей необходимому расходу кислорода, причем для того, чтобы снижение давления в камере 3 не влияло на расход через задатчик 60, перед ним установлен регулятор 81 давления, который поддерживает постоянное давление за собой. Кислород из камеры 3 по трубопроводам 19,80, регулятор давления 81, трубопровод 79, задатчик 60, трубопроводы 82 и 83 выходит в атмосферу. Когда показания манометра 52 упадут до нуля, весь сеанс лечения больного считается законченным. Рукояткой задатчика 38 снимают давление в управляющей полости выпускного клапана 48, при этом показания манометра 51 должны быть равны нулю. Открывают крышку 4 барокамеры. Благодаря тому, что линия питания задатчика 38 избыточного давления открывается только на закрытом контуре и при закрытом штуцере 68 задатчика 60, предотвращается возможность быстрого, нерегулируемого повышения давления в камере 3, так как при максимальной подаче кислорода в камеру 3 невозможно создать давление в управляющей полости выпускного клапана 48. Однако благодаря наличию линии питания задатчика 38 через клапан 39 заданное давление в управляющей полости клапана 48 сохраняется на основном режиме при открытом контуре или при увеличении подачи кислорода через задатчик 60. Наличие ручного крана 35 переключения увеличивает эксплуатационную надежность по сравнению с применением для этой цели соленоидного электроклапана.

Формула изобретения

БАРОКАМЕРА, содержащая герметичную камеру, соединенную с линией питания кислородом, циркуляционный контур, состоящий из последовательно включенных между выходом и входом герметичной камеры поглотителя углекислого газа и запахов, охладителя, инжектора, нагревателя и измерителя потока кислорода, пневматическую систему управления, включающую соединенный входом с линией питания регулятор перепада давления, управляющая линия которого подключена к герметичной камере, задатчик избыточного давления, задатчик скорости компрессии и декомпрессии, соединенный с выходом герметичной камеры через регулятор давления, первый нормально закрытый пневмоклапан, имеющий управляющую линию на открытие, вход, подключенный к линии питания и к входу первого клапана переключения, и выход, соединенный через обратный клапан с входом задатчика избыточного давления, подключенным через второй обратный клапан к герметичной камере, выпускной клапан, управляющая полость которого соединена с выходом задатчика избыточного давления через второй клапан переключения, второй нормально закрытый пневмоклапан с входом, выходом и управляющими линиями на открытие и закрытие, отличающаяся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем предотвращения быстрого нерегулируемого увеличения давления в герметичной камере при максимальной подаче кислорода, в ее пневматическую систему управления введены третий и четвертый обратные клапаны, двухходовой переключатель потока кислорода, вход которого соединен с выходом регулятора перепада давления, первый выход подключен к инжектору циркуляционного контура, второй выход подключен к циркуляционному контуру перед измерителем потока кислорода, а управляющая полость двухходового переключателя соединена с линией питания кислородом через первый клапан переключения, при этом управляющая линия на открытие первого нормально закрытого пневмоклапана подключена через третий обратный клапан к выходу задатчика избыточного давления и к управляющей полости выпускного клапана через второй клапан переключения, подключенный последовательно к третьему обратному клапану, а вход второго нормально закрытого пневмоклапана соединен с первым выходом двухходового переключателя потока, с управляющей линией на открытие этого пневмоклапана и с входом задатчика скорости компрессии и декомпрессии, выход которого подключен к второму выходу двухходового переключателя потока и к управляющей линии на закрытие второго нормально закрытого пневмоклапана, выход которого соединен с входом задатчика избыточного давления через четвертый обратный клапан.

РИСУНКИ

Рисунок 1