Устройство для ингаляций

 

Использование: в медицинской технике для создания дыхательных смесей для ингаляций, в частности эфирных масел с воздухом. Сущность изобретения: устройство содержит средство подачи газового потока, камеру смешения, маску, а также камеру испарения, к которой на уровне крепления фитилей подсоединены основной и первый дополнительный трубопроводы. Фитиль одним концом размещен в воздушной полости камеры испарения, а другим - в ее полости для жидких компонентов. Второй дополнительный трубопровод подключен параллельно первому входом к воздушной полости камеры испарения со стороны соответствующего свободного конца стержня, а выходом к камере смешения. Первый и второй трубопроводы снабжены переключателями потоков. Присоединительный элемент смешения выполнен в виде усеченного конуса. Основной трубопровод подсоединен к камере смешения посредством дросселя, расположенного оппозитно малому основанию конуса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для создания дыхательных смесей для ингаляций, в частности для создания смесей эфирных масел с воздухом.

Известно устройство для создания потоков воздуха с парами жидкости, содержащее источник воздушного потока, испарительную камеру, емкость для испарения жидкости, трубку, соединяющую емкость с испарительной камерой. В известном устройстве происходит распыление струи жидкости в воздушном потоке с последующим ее испарением. Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения равномерного испарения жидкости при очень малых ее расходах (миллиграммы в час).

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является аппарат для наркоза хлороформом, который содержит средство для подачи воздуха, регулятор потока воздуха, подводящий воздухопровод, регулируемый делитель потока воздуха, испарительную камеру с хлороформом, снабженную фитилем, камеру смешения с присоединительным элементом и маской. Делитель потока воздуха служит для регулирования потока, направляемого в основной трубопровод и дополнительный, присоединенный к испарительной камере.

Устройство работает следующим образом. От средства для подачи воздуха (баллона с редуктором) поток воздуха проходит через регулятор расхода, который обеспечивает поток воздуха, необходимый для дыхания пациента, этот поток поступает в делитель потока, в котором этот поток делится на основной и дополнительный. Дополнительный поток проходит через испарительную камеру с хлороформом, там этот поток насыщается парами эфира, после чего он соединяется с основным потоком и поступает в дыхательную маску. Регулятором концентрации химического вещества изменяют величину дополнительного потока воздуха через испарительную камеру в зависимости от установленной концентрации.

Недостатком этого известного устройства для создания смесей химических веществ с воздухом является то, что оно позволяет создавать смеси только в том случае, если химическое вещество состоит из одного компонента, или из смеси нескольких компонентов с одинаковой летучестью. Если же химическое вещество состоит из нескольких компонентов с разной летучестью, как в случае эфирных масел, то концентрация и состав паров будут непрерывно меняться во времени по мере испарения залитого в испарительную камеру эфирного масла. Сначала будет испаряться преимущественно самый летучий компонент с высокой скоростью, затем по мере его уменьшения в остающемся в испарительной камере эфирном масле будет возрастать доля и концентрация в воздухе более тяжелых компонентов при снижении общей концентрации компонентов эфирного масла в воздухе.

Другим недостатком устройства для ингаляционной анестезии является его неэкономичность, связанная с тем, что высокое давление воздуха, поступающего от источника воздуха, снижается до давления, необходимого для дыхания без совершения полезной работы.

Недостатком прототипа, как и любого другого известного устройства для приготовления смесей химических веществ с воздухом является невозможность регулирования состава компонентов химического вещества в воздушной смеси (если химическое вещество состоит из нескольких компонентов) иным способом, кроме замены заливаемого в устройство химического вещества на вещество с другим соотношением компонентов. Регулирование состава компонентов эфирных масел в воздухе для ингаляций может быть полезным, так как имеются указания на то, что, например, при применении пихтового масла лучший лечебный эффект оказывают более легколетучие его компоненты.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы приготовить воздушную смесь, содержащую заданное количество эфирного масла в каждом литре смеси (около 1 микрограмма на литр). Устройство должно быть достаточно компактным, при производительности его, позволяющей использовать его для индивидуального применения, т.е. при производстве 20-25 л в минуту, достаточной для дыхания одного человека. Содержание и состав компонентов эфирного масла должно быть стабильным по времени как в течение сеанса ингаляции, так и по мере расходования помещаемой в устройство порции эфирного масла. Устройство должно позволять изменять состав компонентов эфирного масла в воздушной смеси.

Осуществление изобретения позволит применять для лечения больных ингаляцию паров эфирных масел индивидуально, т.е. легко изменять при необходимости сами эфирные масла (брать мятное, пихтовое, анисовое и т.д.), их концентрацию, а также менять в некоторых пределах соотношение легких и тяжелых компонентов масел во вдыхаемом воздухе.

Предлагаемое устройство состоит из компрессора, буферной емкости, основного воздухопровода, двух дополнительных воздухопроводов, делителя потока, регулятора концентрации паров эфирных масел в воздухе, совмещенного с термокомпрессором, испарительной камеры, камеры смешения, воздухопровода вдоха, содержащего маску с присоединительным элементом.

В отличие от испарительной камеры прототипа аппарата для ингаляционного наркоза, испарительная камера изобретения состоит не из одной емкости, а из двух. Нижняя емкость предназначена для заливания эфирного масла. В заливаемое эфирное масло частично погружен стержень из материала, обладающего капиллярной проводимостью. Этот стержень-фитиль закреплен в отверстии, соединяющем верхнюю и нижнюю емкость, и концом, не погруженным в эфирное масло, проходит внутри верхней емкости. Верхняя емкость имеет отверстия для ввода воздуха и два отверстия для вывода воздуха, содержащего пары эфирного масла, причем отверстие для ввода воздуха находится вблизи закрепленного участка стержня, одно из отверстий для вывода также вблизи закрепленного конца, а другое у свободного конца стержня-фитиля.

Для обеспечения возможности использовать менее мощный компрессор камера смешения выполнена в виде эффективного эжекторного насоса, сопло которого соединено с основным воздушным потоком от компрессора, к его всасывающей камере подсоединен трубопровод от одного из отверстий для вывода воздушной смеси из испарительной камеры, а выходной раструб эжекторного насоса совмещен с присоединительным элементом воздухопровода вдоха. Эффективность эжекторного насоса обеспечивается формой воздухопровода вдоха, а именно формой его присоединительного элемента (к камере смешения), присоединительный элемент выполнен в виде усеченного конуса, и основной трубопровод присоединен к камере смешения посредством дросселя (сопла), расположенного оппозитно малого основания конуса. Геометрические размеры частей эжекторного насоса и конусность присоединительного элемента оптимизированы для используемого в конструкции средства для подачи газового потока (для его производительности и выходного давления).

Использование в составе устройства стержня-фитиля с капиллярной проводимостью, по которому эфирное масло подается из емкости для эфирного масла в емкость для испарения и с поверхности которого в емкости для испарения компоненты эфирного масла переходят в продуваемый через эту емкость воздух, обеспечивает постоянство состава и концентрации приготавливаемой воздушной смеси. Этот результат достигается потому, что в установившемся режиме работы устройства количество испаряющегося с поверхности стержня-фитиля эфирного масла равно количеству, поступающему из резервуара, при этом очевидно легколетучие и труднолетучие компоненты поступают с одинаковой скоростью.

На части стержня-фитиля, находящейся в емкости для испарения, при этом находится эфирное масло, обогащенное тяжелыми компонентами. Если выход воздушной смеси происходит через отверстие в емкости для испарения, находящееся за свободным концом стержня-фитиля, так что продуваемый через емкость для испарения воздух проходит вдоль стержня-фитиля, то компоненты эфирного масла распределяются на нем неравномерно. Вблизи места его закрепления состав масла на стержне-фитиле идентичен составу масла, находящегося в резервуаре. Чем ближе к свободному концу стержня-фитиля, тем больше на его поверхности труднолетучих компонентов, поскольку легколетучие испаряются быстрее за то время, за которое масло доходит до конца стержня-фитиля.

Если же дополнительно открыть выход воздушной смеси через отверстие вблизи закрепленного конца стержня-фитиля, то часть потока воздуха будет обтекать участок стержня-фитиля, на поверхности которого относительно много легколетучих компонентов. Эта часть потока воздуха будет обогащена этими легколетучими компонентами. Поскольку в обоих частях потока количество компонентов испарившегося эфирного масла остается равным количеству компонентов жидкого эфирного масла, поступающего по стержню фитилю из резервуара, в другой части потока воздуха доля легких компонентов эфирного масла будет меньше, чем в жидком масле. Подавая пациенту ту или иную другую часть потока воздуха, можно давать смесь, заметно обогащенную или легкими, или тяжелыми компонентами. Неиспользуемая вторая часть потока при этом может сбрасываться в вентиляционную систему или даже в воздух помещения. Анализы состава паров, идущих по двум этим частям потока воздуха показали, что состав действительно заметно различается. Так, в одном из опытов доля легколетучего компонента пинена в испаряющемся пихтовом масле была около 90% в одной части потока и менее 5% в другой. Меняя величину потоков воздуха через оба отверстия, нетрудно получить любое содержание паров пинена в указанных пределах. Компактность устройства достигается тем, что, используя в устройстве эжекторный насос, можно применять маломощный компрессор, обеспечивающий поток воздуха около 3 л 1 в мин при давлении примерно 400 мм водного столба. На выходе эжекторного насоса при этом создается поток воздуха 20-25 л в 1 мин.

На чертеже представлена схема устройства для ингаляции.

Устройство для ингаляции паров смесей химических веществ, в частности эфирных масел, состоит из компрессора 1, буферной емкости 2, воздухопроводов 3, делителя потока 4, регулятора потока 5, который в совокупности с термометром 6 и сменными шкалами 7 предназначен для корректировки потока в зависимости от температуры, испарительной камеры 8, эжекторного насоса 9, к которому присоединен воздухопровод вдоха 10 с дыхательной маской 11.

Испарительная камера 8 состоит из резервуара 12 для заливания эфирного масла 13 и емкости для испарения 14. В отверстии перегородки между резервуаром 12 и емкостью для испарения 14 закреплен стержень-фитиль 15 из материала, обладающего капиллярной проводимостью. Один конец стержня 15 погружен в эфирное масло, а другой располагается в емкости для испарения 14. Емкость для испарения 14 имеет отверстие 16 для входа воздушного потока вблизи места закрепления стержня 15, отверстие 17 вблизи места закрепления стержня 15 для выхода воздушной смеси, обогащаемой легколетучими компонентами эфирных масел и отверстие 18 вблизи свободного конца стержня 15 для выхода воздушной смеси, обогащаемой труднолетучими компонентами эфирных масел.

Эжекторный насос имеет сопло 19, всасывающую камеру 20 с отверстиями для подсоса воздуха 21, выходной раструб 22. Во всасывающей камере имеются также отверстия 23, в которые входят трубопроводы, подсоединенные к отверстиям для выхода воздушной смеси из емкости для испарения. Эти трубопроводы снабжены переключателями воздушного потока 24 и 25.

Устройство работает следующим образом.

При включении компрессора 1 воздух из него поступает в буферную емкость 2, в которой происходят сглаживания колебаний давления. Из буферной емкости, в которой создается повышенное давление (около 400 мм водного столба) воздух поступает в воздухопроводы. Основной поток воздуха идет в сопло 19 эжекторного насоса 9. Дополнительный поток воздуха, который значительно меньше основного, формируемый в делителе потока 4 регулятором дополнительного потока 5, поступает на входное отверстие 16 испарительной камеры 8. Регулятором 5 устанавливают такую величину дополнительного потока, при которой в емкости для испарения 14 со стержня-фитиля 15 в дополнительный поток переходило необходимое количество эфирного масла. Температура воздуха в дополнительном потоке перед входом его в испарительную камеру 8 измеряется термометром 6. Положение регулятора 5 выбирают в зависимости от температуры, пользуясь сменными шкалами на каждую величину концентрации эфирного масла в воздушном потоке и на каждый вид эфирного масла, или используя номограммы. Если не требуется обогащения воздушной смеси легколетучими или труднолетучими компонентами эфирного масла, один из переключателей потока 24 или 25 устанавливают в положение, при котором поток перекрыт, а другой направлен во всасывающую камеру эжекторного насоса. В испарительной камере 8 с поверхности фитиля 15 в струе дополнительного потока воздуха происходит непрерывное испарение эфирного масла, а за счет капиллярных сил такое же количество нового эфирного масла поступает по стержню-фитилю 15 на его поверхность, расположенную в емкости для испарения 14. Основной поток воздуха, идущий в воздухопроводе 3 под повышенным давлением, выходит через сопло 19 эжекторного насоса с большой скоростью и попадает в выходной раструб 22. В результате во всасывающей камере эжекторного насоса создается разрежение, и через отверстия для подсоса воздуха туда всасывается воздух из окружающей атмосферы. Поток этого всасываемого воздуха в несколько раз превосходит основной поток воздуха, идущий от компрессора 1. Во всасывающую камеру поступает также дополнительный поток воздуха, прошедший испарительную камеру 8 и содержащий пары эфирного масла. Все потоки выходят через выходной раструб 22 с небольшой скоростью. В эжекторном насосе происходит эффективное смешение дополнительного потока воздуха, содержащего пары эфирного масла, с остальным воздухом, и эта смесь через воздухопровод вдоха 10 поступает в дыхательную маску 11 к пациенту. Дыхательная маска неплотно прилегает к лицу пациента или имеет отверстия для свободного выхода воздушной смеси. Если поток воздушной смеси составляет 20-25 л в 1 мин, что превышает минутный объем спокойного дыхания 4-5 л в 1 мин, и примерно равен объемной скорости вдоха, то этого потока достаточно, чтобы обеспечить нужную лечебную атмосферу в зоне дыхания. Избыток смеси свободно выходит в атмосферу комнаты или уносится местной вытяжной вентиляцией.

Если необходимо обогащение воздушной смеси легколетучими компонентами эфирного масла, переключатель потока воздушной смеси 24 устанавливают в положение, пропускающее поток во всасывающую камеру эжекторного насоса, а переключателем потока 25 сбрасывают поток воздушной смеси от выходного отверстия 18 в вентиляцию.

Если необходимо обогащение воздушной смеси тяжелолетучими компонентами эфирного масла, переключателем потока 25 направляют поток воздушной смеси из выходного отверстия 18 во всасывающую камеру эжекторного насоса, а переключателем 24 сбрасывают поток воздушной смеси из выходного отверстия 17 в вентиляцию.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНГАЛЯЦИЙ, например, эфирными маслами, содержащее параллельно включенные между средством подачи газового потока и камерой смещения с маской и присоединительным элементом основной трубопровод и первый дополнительный, подсоединенный к промежуточной камере испарения на уровне крепления фитиля, один конец которого расположен в ее воздушной полости, а другой в ее полости для жидких компонентов ингаляции, а также регулятор потока воздуха, отличающееся тем, что оно снабжено вторым дополнительным трубопроводом, при этом воздушная полость и полость для жидких компонентов выполнены изолированными одна от другой, а фитиль выполнен в виде стержня и закреплен в месте разделения полостей камеры испарения, при этом второй дополнительный трубопровод подключен параллельно первому дополнительному входом к воздушной полости со стороны соответствующего свободного конца стержня, а выходом к камере смешения, причем дополнительные трубопроводы снабжены переключателями потоков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что свободный конец присоединительного элемента размещен в камере смешения и выполнен в виде усеченного конуса, а основной трубопровод подсоединен к камере смешения посредством дросселя, расположенного оппозитно малому основанию конуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1