Разработка современных приборов для проверки респираторов и аппаратов ИВЛ Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

© Т.Д. Ибрагимов, A.B. Казаков, 2012

УДК 622.867.32

Т.А. Ибрагимов, A.B. Казаков

РАЗРАБОТКА СОВРЕМЕННЫХ ПРИБОРОВ

ДЛЯ ПРОВЕРКИ РЕСПИРАТОРОВ И АППАРАТОВ ИВЛ

Разработан индикатор для проверки изолирующих респираторов ИПР-Э с использованием современной электроники и новых датчиков давления и температуры, к началу 2010 г. изготовлено и эксплуатируется более 70 таких индикаторов. В 2009 году для замены устаревших приборовУКП-5 и КП-3 разработан прибор КП-7 для проверки аппаратов искусственной вентиляции легких. Ключевые слова: изолирующий респиратор, аппарат искусственной вентиляции легких.

В настоящее время в горноспасательных и газоспасательных частях России для проверки параметров изолирующих регенеративных респираторов на сжатом кислороде и аппаратов искусственной вентиляции легких используют приборы типа УКП-5, ИР-2 и КП-3. Как показывает практика, перечисленные приборы морально устарели и не отвечают современным требованиям горноспасательной и метрологической служб.

Основные недостатки этих приборов:

• Наличие жидкостных, стрелочных и поплавковых указателей давления и расхода газовой среды;

• Невысокая точность;

• Неудобство при считывании измеряемых величин;

• Требуется пересчет показаний для учета температуры и давления окружающего воздуха — нормализация результатов измерения;

• Применение эжекторного устройства (УКП-5) и ручного насоса (ИР-2) для создания давления в системе респиратора;

• Большие габариты и масса;

• Низкие эргономические и эстетические характеристики;

• Необходимо обучение персонала для работы с этими приборами.

В ЦНИЁ Филиала «ВГСЧ Урала ФГУП» «СПО «Металлургбезопас-ность» разработаны индикатор ИПР-Э, который позволяет проверять параметры респираторов как в единицах физических величин так и визуально с помощью световой индикации, а также контрольный прибор КП-7 для проверки параметров аппаратов искусственной вентиляции легких типа ГС-10.

Индикатор для проверки респираторов ИПР-Э

Индикатор ИПР-Э позволяет оперативно проводить проверку параметров респиратора и предназначен для замены физически и морально устаревших модификаций индикаторов типа ИР.

Индикатор определяет:

1. герметичность воздуховодной системы при избыточном и вакуум-метрическом давлении;

2. величину постоянной подачи кислорода редуктором;

3. давление, при котором работает легочный автомат при отсасывании потока воздуха от 0 до 10 дм3 /мин;

4. давление, при котором работает избыточный клапан при нагнетании потока воздуха от 0 до 10 дм3 /мин

5. величину подачи кислорода аварийным клапаном

Индикатор ИПР-Э разработан на современном техническом уровне, с применением новой элементной базы, с улучшенными показателями назначения и надежности.

Основное преимущество нового индикатора — это замена жидкостных, стрелочных и поплавковых измерителей давления и расхода на тензометри-ческий датчик фирмы «МОТОРОЛА», обеспечивающий, с помощью электронного блока, вывод показаний на цифровое табло — давление газовой среды в мм водяного столба или расход в дм3 /мин. В схему встроен электронный секундомер, который служит для отсчета времени при проверке респиратора на герметичность.

При измерении расхода кислорода учитывается температура и давление окружающего воздуха и показывается нормализованное значение параметра

Цифровая индикация параметров дополнена световым сигналом с помощью двухцветного светодиода, зеленое свечение которого сигнализирует о соответствии проверяемого параметра (исправности) паспортным данным, а красное свечение о несоответствии.

Не менее важным достоинством является применение в индикаторе регулируемого газовоздушного насоса реверсивного типа, обеспечивающего создание необходимого потока воздуха от 0 до 10 дм3 /мин и давления (разряжения) в системе, что приводит к экономии кислорода при проверке респиратора.

Общий вид индикатора ИПР-Э приведен на рис. 1.

Индикатор ИПР-Э конструктивно выполнен в влагозащищенном, ударопрочном пластиковом контейнере,

Рис. 1. Индикатор ИПР-Э

под крышкой которого расположена панель управления. На внутренней стороне панели управления смонтированы все узлы индикатора, органы управления которыми выведены на лицевую сторону панели. Таблица-инструкция положения органов управления индикатором при различных проверках респиратора размешена на внутренней стороне крышки.

Основные технические характеристики индикатора:

1. Допускаемое падение давления при проверке герметичности возду-ховодной системы респиратора — избыточным и вакуумметрическим давлением 800 Па (80 мм вод.ст.), контролируемое зелёным светом свето-диода, Па (мм вод.ст.), в пределах ....50 (5)

2. Постоянная подача кислорода редуктором респиратора, контролируемая зелёным светом светодиода, дм3/мин, в пределах .от 1,3 до 1,5

Таблица 1

Инструкция положения органов управления ИПР-Э

Вил проверки Положение органов управления Респиратор

КР-1 КР-2 КР-3 Т-1 Т-2 Т-3 Вентиль баллона Клапан избыт.

Проверка на герме- О* 3 3 нагнет. — — 3 3

тичность давлением избыточным 3 отсас.

(вакуумметрическим)

Проверка постоянной 3 О 3 — доза — О 3

подачи кислорода (доза)

Проверка открытия избыточного клапана О (3)** 3 3 нагнет. ()** — изб. кл 3 (О)** О

Проверка открытия О 3 3 отсас. — л/авт. О О

клапана легочного ав-

томата

Проверка аварийной 3 3 О — авар. — О 3

подачи кислорода подача

Условные обозначения:

О — открыто; 3 — закрыто; нагнет. — нагнетание; отсас. — отсасывание; КР-1, КР-2, КР-3 — запорные краны; Т-1, Т-2, Т-3 — тумблеры; * — кран открыт до создания в системе давления ±90±10 мм вод. ст.( ±900±100 Па); ( )** — положение при создании давления от редуктора респиратора.

При проверке на герметичность используется секундомер — левый индикатор, кнопка «ПУСК-СТ0П-0» 1-ое нажатие — пуск секундомера, 2-ое нажатие — остановка счета, 3-е нажатие — сброс секундомера в «0» и возврат в режим отображения атм. давления и температуры воздуха.

3. Производительность аварийного клапана (байпаса), контролируемая зелёным светом светодиода, дм3/мин, в пределах.....................от 60 до 150

4. Срабатывание избыточного клапана респиратора при избыточном давлении, контролируемое зелёным светом светодиода, Па (мм вод.ст.), в пределах ..от 98 до 294(от 10 до 30)

5. Срабатывание лёгочного автомата респиратора при вакуумметри-ческом давлении, контролируемое зелёным светом светодиода, Па (мм

вод.ст.), в пределах .....от 98 до

294(от 10 до 30)

6. Габаритные размеры, мм, не более ....305x270x147

7. Масса, кг, не более..............5,0.

Индикатор позволяет производить проверку всех параметров респиратора, предусмотренных «Руководством по техническому обслуживанию и проверке респираторов с помощью индикаторов типа ИР-2» Достоинства индикатора ИПР-Э Правильность и точность показаний цифрового табло и световой индикации подтверждена сравнительными измерениями параметров по прибору УКП-5.

Индикатор прост и удобен при проведении технического обслуживания и операционных проверках, легко осваивается лицами со средним уровнем знаний.

Высокая скорость наполнения системы респиратора воздухом, быстрый

Таблица 2_

Герметичность при давлении 5000 Па (500 мм вод. ст.)_

Минимально давление вдоха_

Максимальное давление вдоха_

Время вдоха ±0,1 сек_

Время действия аппарата в режиме ИВЛ_

Продолжительность фазы выдоха в режиме ИВЛ ±0,1 сек_

Разрежение вдоха ингаляционного устройства_

Производительность ингаляционного устройства при отсосе 60 л/мин

просмотр параметров на цифровом табло, удобный контроль времени по встроенному секундомеру выигрышно отличают индикатор ИПР-Э от ранее выпущенных приборов контроля параметров респиратора и сокращает время его проверки.

Органы управления индикатором удобно размещены на верхней панели и соответствуют эргономическим требованиям. Пояснительные надписи и таблица (на внутренней стороне крышки) обеспечивают правильность управления индикатором при проведении той или иной проверки.

Не требуется дополнительного измерения температуры и давления окружающего воздуха для приведения показаний к нормальным условиям

Модифицированный вариант индикатора ИПР-Э в 2008 г. прошел метрологическую аттестацию и получил сертификат об утверждении типа средств измерения и зарегистрирован в Государственном реестре средств измерения под №37729—08.

К концу 2009 г. изготовлено и эксплуатируется более 70 штук индикаторов ИПР-Э, первые индикаторы эксплуатируются уже 5 лет, отрицательных отзывов не поступало.

Прибор для проверки аппаратов искусственной вентиляции легких — КП-7.

В 2009 году в ЦНИЛ Филиала «ВГСЧ Урала» ФГУП СПО «Метал-лургбезопасность» разработан и изготовлен прибор для проверки аппаратов для искусственной вентиляции

легких (АИВЛ) типа ГС-10. Этот прибор предназначен для замены УКП-5 и КП-3, применяющихся в настоящее время для проверки АИВЛ.

Главным требованием при создании прибора была необходимость избавиться от применения КП-3, представляющего собой ведро с водой, с помощью которого измерялось минимальное и максимальное давление вдоха — то есть порог переключения вдох-выдох

Прибор КП-7 позволяет проводить проверку всех параметров АИВЛ типа ГС-10 в соответствии с «Руководством по эксплуатации ГС-10-00.00.000РЭ» (табл. 2)

Прибор спроектирован на современной технической базе с применением точных датчиков и микроконтроллера, имеет высокую точность, наглядную индикацию и простое управление.

Принцип работы измерителя заключается в измерении величины давления газа в газораспределительной системе при проверке АИВЛ при различных положениях кранов, управляющих воздушным потоком. Выбор режима измерения осуществляются галетным переключателем, а пуск и остановка процесса измерения производится кнопкой. В блоке обработки величина давления преобразуется в величину приращения давления или расход газа, которые выдаются на цифровые индикаторы.

Конструктивно прибор собран в герметичном, влагозащищенном, уда-ро-прочном, пластиковом контейнере.

Рис. 2. Прибор КП-7

Таблица 3

Технические характеристики КП-7

№ Параметр Значение

1 Диапазон измерения избыточного давления, Па (мм вод. ст.) 0...5500 (0...500)

2 Приведенная погрешность измерения избыточного давления не более, %; ±2

3 Диапазон измерения временного интервала не менее, с 60

4 Абсолютная погрешность измерения временного интервала в диапазоне 0-60 с. не более, с. ±2

5 Диапазон измерения постоянной подачи кислорода, дм3/мин 0,1.160

6 Приведенная погрешность измерения постоянной подачи кислорода не более %; ± 2

7 Диапазон измерения температуры окружающей среды, °С от плюс 10 до плюс 40

8 Абсолютная погрешность измерения температуры не более, °С ± 1

9 Диапазон измерения атмосферного давление, кПа (мм рт. ст.) 82,7-104,0 (620-780)

10 Абсолютная погрешность измерения не более, кПа (мм рт. ст.) ±1,3(±10)

11 Диапазон рабочих температур, °С от плюс 10 до плюс 35

12 Напряжение питания от сети переменного ток частотой 50 Гц, В от 187 до 242

13 Потребляемая мощность не более, ВА 60

14 Масса не более, кг 6

15 Габаритные размеры не более, мм. 305x270x144

Контейнер измерителя имеет В контейнере на передней панели

удобную ручку для переноски, в (рис. 1) расположены цифровые индика-

транспортном положении крышка торы, двухцветный светодиодный инди-

контейнера фиксируется замком. катор, кнопка управления, выключатель .

Таблица-инструкция положения органов управления КП-7

№ РЕЖИМ ПРОВЕРКИ ИНДИКАТОРЫ ПОЛОЖЕНИЕ ПРИМЕЧАНИЕ

левый правый КРАНОВ

1 Проверка герметичности дыхательного контура секунды мм. вод. ст. Нагнетание При достижении давления 500 мм перевести кран «ОТКРЫТО» во второе положение (закрыто) и второй раз нажать кнопку для запуска секундомера

2 Проверка минимального и максимального давления вдоха и времени выдоха секунды мм. вод. ст. Нагнетание Выбор режима минимальное — максимальное давление производится кулачком на переключающем устройстве ГС-10.

3 Проверка времени выдоха секунды л/мин. Отсасывание

4 Проверка времени действия аппарата в режиме ИВД секунды л/мин. Отсасывание Необходимо перекрыть отверстие в овальном фланце переключающего устройства ГС-10.

5 Проверка разрежения вдоха ингаляционного устройства л/мин. мм. вод. ст. Отсасывание После достижения стабильных показаний расхода воздуха и давления второй раз нажать кнопку для остановки насоса и фиксации показаний

6 Проверка производительности ингаляционного устройства л/мин. мм. вод. ст. Отсасывание При достижении стабильных показаний расхода воздуха и давления второй раз нажать кнопку для остановки насоса и фиксации показаний

1. Исходное положение крана «ОТКРЫТО» во всех проверках «ОТКРЫТО», второе положение (ЗАКРЫТО) только при проверке герметичности

2. Для запуска режима измерения нажать кнопку «ПУСК», второе нажатие кнопки останавливает процесс измерения и фиксирует на индикаторах полученные значения, третье нажатие кнопки приводит к сбросу в исходное положение, длительное нажатие на кнопку — более 6 сек, приведет к установке нуля датчиков давления и расхода.

3. В исходном положении (СБРОС) на левом индикаторе попеременно отображаются атмосферное давление в мм рт. ст. и температура в градусах С°.

питания сети, переключатель режимов измерения, маховики кранов газораспределительной системы, штуцер для подключения АИВЛ, под передней панелью расположены электронный блок и газораспределительная система. Таблица положения органов управления прибором при различных проверках АИВЛ размешена на внутренней стороне крышки. Внешний вид КП-7 представлен на рис. 2

Положение органов управления при проведении проверки АИВЛ показано на таблице-инструкции.

При проведении проверок АИВЛ отмечена высокая точность и стабильность измеряемых параметров.

1. Ленченко В. В. Основы выбора оптимальных режимов вращательного бурения // Механизация и электрификация горных работ: Сб. Науч. Тр. / Юж. — Рос. гос. техн. ун-т. — Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. — с.21—31

2. Дровников А.Н. Теория и практика применения адаптивных механизмов. 4.1, ч.2. / Новоч. политех. ин-т — Новочер-

Большим достоинством прибора КП-7 является простота управления при осуществлении различных проверок. Результаты измерения отображаются на больших цифровых индикаторах, выход параметра за пределы нормы сигнализируется красным цветом светодиодного индикатора. Процесс проверки АИВЛ занимает значительно меньше времени, чем при использовании УКП-5 и КП-3.

Планируется проведение метрологической аттестации с целью получения сертификата об утверждении типа средств измерения и включения КП-7 в Государственный реестр средств измерения.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

касск. 1983. , деп. в ВИНИТИ 5.12.83., 3 6570 -83Д и № 6571 -83Д, 445 с.

3. Водяник Г.М., Рылеев Э.В., Дровников А.Н. Исследование и разработка бурильной машины с автоматическим регулированием скорости подачи для сверления вертикальны« шпуров до 2,5 м. Отчет по хоз. Дог. Работе №1340, ч.П, 111, 1968. Новочеркасск, НИИ.,266 с. ГТТТТ?

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Ибрагимов Тимур Анварович — начальник отдела радиосвязи Филиала «ВГС4 Урала» ФГУП «СПО «Металлургбезопасность», ibragita@mail.ru

Казаков Альберт Владимирович — инженер-электронщик Филиала «ВГС4 Урала» ФГУП «СПО «Металлургбезопасность», azakov@mail.ru

А