Аппарат искусственной вентиляции легких (стр. 3 из 6)

11. Вентиляционный монитор предназначен для встраивания в аппараты ИВЛ для взрослых и детей и обеспечивает контроль характеристик давления в дыхательном контуре, объемных показателей вентиляции и FiO₂. Результаты измерения и два вида функциональных кривых выводятся на электролюминесцентный дисплей.

12. Монитор АСТРА-2 предназначен для комплектования аппаратов ИВЛ и ИА для взрослых и детей и контролирует Рмакс, Рмин и Рср в дыхательном контуре, а также апноэ. Результаты измерения выводятся на шкальный индикатор.

2. ИВЛ «Авенир-221»

Аппарат ИВЛ «Авенир-221» состоит из дыхательного меха, ременной передачи зубчатым ремнем, траверсы, электродвигателя ДСТ-150. Рассмотрим технические назначения каждого блока прибора:

1. Мех дыхательный представляет собой тонкостенную цилиндрическую оболочку с поперечной гофрированной боковой поверхностью; расширяется и сжимается вдоль оси (подобно пружине) под действием разности давлений внутри и снаружи, или от внешнего силового давления-воздействия. Применяется как чувствительный элемент, реагирующий на изменение давления заключенных в нем жидкости или газа. В данном случае, мех дыхательный изготовлен из резины. Характеристикой меха является зависимость прогиба (хода) от действующего усилия растяжения Р_р или сжатия. Одним из параметров меха является жесткость, она величина постоянная, зависит от материала и геометрических размеров меха.

2. Ременная передача зубчатым ремнем - это механическая передача вращения двигателя при помощи натянутого зубчатого ремня, перекинутого через шкивы, закрепленные на валах.

Достоинствами ременных передач являются:

- относительно высокий КПД (0,92-0,98);

- большая нагрузочная способность;

- возможность получения больших передаточных отношений;

- малая вытяжка;

- малая нагрузка на валы и опоры;

- бесшумность работы при больших скоростях и без динамических нагрузок.

Ремни изготавливают из эластичных пластмасс и резины.

3.Шкив - это деталь ременной передачи, колесо которого имеет цилиндрическую форму.

4.Траверса - это горизонтальная балка, опирающаяся на вертикальные
стойки. Является частью конструкции (обычно в виде поперечной балки). В
данной конструкции с помощью нее осуществляется сжимание разжимание меха.

5.Двигатель ДСТ-150 с частотой вращения до 1000 об/мин.

Для аппарата ИВЛ «Авенир-221» у дыхательного меха ход подвижной крышки меха от 0,744 - 9 см, скорость движения крышки меха при вдохе до 10 см/с. Скорость движения крышки меха при выдохе (заполнение меха смесью газа) до 10 см/с.

Описание работы привода

При включении данного прибора ось эл.дв. (1) начинает вращаться. На оси эл.дв. (1) жестко закреплено З.К. (2), которое через ременную передачу (10) приводит во вращение шкив (3). На одном валу вместе с З.К.2 жестко закреплено З.К.З (4), которое через ременную передачу (11) З.Р.2 приводит во вращение расположенные на одном валу З.К.5 (6) и З.К.7 (8). Расстояние между З.К.5 (6) и З.К.7 (8) такое, что между ними помещается мех (11). Зубчатые колеса З.К.6

(7) и З.К.8 (9) расположены параллельно оси зубчатых колес З.К.5 (6) и З.К.7 (8) соответственно. Они вращаются посредствам ременных передач З.Р.З (12) и З.Р.4 (13). На З.Р.З (12) и З.Р.4 (13) жестко закреплена траверса Т (16). С помощью траверсы Т (16) происходит сжатие и разжимание меха М. (11). Перемещение меха М. (1) происходит за счет того, что конец траверсы Т. (16), приходя в крайнее верхнее или нижнее положение, замыкает поочередно выключатели К.В.1 (14) (верхнее положение) и К.В.2 (15) (нижнее положение). За счет поочередного замыкания выключателей происходит изменение направления тока в обмотках электродвигателя Эл.дв. (17). В результате этого ротор электродвигателя вращается поочередно то в одну сторону, то в другую, приводя мех в движение.

Таблица № 2

Параметры	Вариант № 1
Электродвигатель	ДСП- 150
Длина ремня, мм	447,45
Частота вентиляции, мин	50
Дыхательный объем меха, мл	1000
Давление	0,6

Рис 1. Кинематическая схема привода.

1 – электродвигатель; 2, 4, 5, 7, 8, 10, 12, 14 – шкивы; 3, 6, 9, 13 – зубчатые ремни; 11 – мех; 15 – выключатель 1; 16 – траверса; 17 – выключатель 2; I, II, III, IV, V– валы.

3. Расчет дыхательного меха (расчет сильфона)

Сильфоны представляют собой тонкостенные трубки с гофрированной боковой поверхностью. Преимуществами сильфонов являются:

- Большая чувствительность по давлению и большое тяговое усилие;

Рис 2.

- Линейность упругой характеристики.

Примем объем меха 1 литр = 10

мм , высоту меха L = 100 мм.

Материал – резина.

Тогда эффективная площадь меха будет рассчитываться по формуле

S =

= =10 мм (1)

Средний радиус меха R

= = =39,9 40 мм. (2)

Зная, что R

= =40, то R +R =2R . Отсюда R =30 мм, R =50 мм.

Угол наклона стенки гофра к горизонтали находится по формуле:

, [1. C. 265] (3)

где:

– угол наклона стенок гофр меха к горизонтали,

t – шаг волны гофрировки,

r

– радиус закругления гофра.

= =0.3929 .

Жесткость меха K

рассчитывается по формуле:

K

= , [1. C. 270] (4)

где:

Е – модуль упругости (Е=8*10

Па для резины) [],

h

– толщина стенки меха,

n – число рабочих гофров,

– безразмерная жесткость, определяется по номограммам (по штриховым линиям, характеризующим относительную жесткость) и зависит от величин:

, , ; [1. C. 265] (5)

Пусть r

= 3 мм, t = 15 мм, h = 1 мм, n = 7. Тогда:

, k = [1,5…1,7]; m = =0,1; = =0,03

По номограммам определяем

для случая нагружения осевой силой при растяжении и сжатии (условие свободного хода 0, p = 0). Она равна 6,05.