CC BY
29
УДК 615.835.1:616-74:613.643
Смолякова Тетяна Володимирiвна Стрельченко Юрш 1горович
Нацюнальний медичний унгверситет ¡м. О. О. Богомольця
студенти
УДОСКОНАЛЕННЯ ПРИСТРОЮ ДЛЯ ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЗМ1Н БАРОМЕТРИЧНОГО ТИСКУ
НА ОРГАН1ЗМ
Анотацгя. У cmammi наведено актуальнершення задач1 удосконалення пристрою для досл1дження впливу змт барометричного тиску на оргашзм, в якому за рахунок конструктивних особливостей забезпечуеться розширення функцюнальних можливостей пристрою. Це завдання виршуеться тим, що цей пристрш включае корпус, утворюючий експериментальну камеру для розмiщення тварин, i засоби подачi газу в експериментальну камеру, засоби подачi газу в експериментальну камеру виконат у виглядi цилтдра з поршнем, надпоршнева порожнина якого сполучена з експериментальною камерою, шток поршня з'еднаний з приводом перемщення поршня уздовж осi цилтдра i фжсатором поршня в заданому положеннi, а корпус експериментально'1' камери виконаний зруйтвною дiафрагмою iз засобами ii примусового руйнування. Пристрш для до^дження впливу змт барометричного тиску на орган1зм характеризуется простотою конструкци, малими габаритами, розширеними функцюнальними можливостями, осюльки дозволяе в процесi випробувань реалiзувати три режими - режим компреси, режим декомпресп та режим вибухово '1' декомпресп.
Ключовi слова: баротравма, моделювання,барометричний тиск,компреая, декомпреая.
Смолякова Татьяна Владимировна Стрельченко Юрий Игоревич
Национальный медицинский университет им. А. А. Богомольца
студенты
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ БАРОМЕТРИЧСЕКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ
Abstract. In the article the actual decision of device improvement task is resulted for research of influence of changes of barometric pressure on an organism in which due to structural features expansion offunctional possibilities of device is provided. This task decides that this device is included by a corps, formative an experimental chamber for placing of animals, and mean of serve of gas in an experimental chamber, facilities of serve of gas in an experimental chamber are executed as a cylinder with a piston the suprapiston cavity of which is connected with an experimental chamber, rod ofpiston is connected with the drive of moving ofpiston along the ax of cylinder and fixing ofpiston in the set position, and the corps of experimental chamber is executed with a destructive diaphragm with facilities of its forced destruction. A device for research of influence of barometric pressure changes on an organism is characterized simplicity of construction, small sizes, extended functional possibilities, as allows in the process of tests to realize three modes -mode of compression, mode of decompression and mode of explosive decompression.
Keywords: barotrauma, design, barometric pressure, compression, decompression.
Smoliakova T. V.
Strelchenko 1.1.
Bogomolets National Medikal University
students
DEVICE IMPROVEMENT FOR RESEARCH OF BAROMETRIC PRESSURE CHANGES
INFLUENCE ON ORGANISM
Постановка проблеми. Барокамера, як пристрш для дослщження впливу змш барометричного тиску на оргашзм, е герметичною мютшстю, яка дозволяе створювати в нш шдвищений або знижений тиск повиря. За техшчними даними барокамери дшяться на декомпресшш i компресшш. Вони мають рiзне призначення. Найчаспше барокамери застосовуються для дослщження впливу на оргашзм змш барометричного тиску, проведения профшактичних заходiв, визначення шдиввдуальних особливостей реакцш оргашзму на змшу барометричного тиску, тренування перед тривалим перебуванням в умовах змшеного тиску, а також для лшування окремих захворюваиь. Прост барокамери е металевими мюткостями, достатньо мщними для того,
щоб витримувати рiзницю мгж внутршшм i зовшшшм тиском. У барокамерi встановлюеться датчик тиску (манометр) i шдключаеться джерело стисного повиря iз засобами управлшня тиском в барокамера Як правило, барокамера мае iлюмiнатори для зовшшнього спостереження.
Мета. Перед нами була поставлена задача удосконалення пристрою для дослщження впливу змш барометричного тиску на оргашзм, в якому за рахунок конструктивних особливостей забезпечуеться розширення функцюнальних можливостей пристрою.
Матерiал i методи. Конструктивно розрiзняють барокамери для дослвдження впливу на оргашзм змш барометричного тиску при збереженш нормального складу повиря, барокамери для дослщження впливу
шдвищеного або зниженого тиску окремих газ!в (кисню, азоту та шших), барокамери для створення швидких змiн барометричного тиску.
Все вище зазначене е загальноввдомим [1]. Вiдомi барокамери призначенi для дослiджень впливу змiн барометричного тиску на людський органiзм з розмiщенням людини в барокамер!, тому е складними пристроями, розробленими з урахуванням спецiальних вимог до конструкцп, устаткування, випробування i експлуатацп, як1 гарантують безпечне !х застосування. Для безпеки випробувань в барокамерi встановлюються рiзнi допомiжнi прилади i пристосування: барометри, манометри, варюметри, хронометри, засоби зв'язку, рiзнi автоматичш пристро!, що забезпечують безпеку у разi виникнення яко!-небудь аваршно! ситуацп. Складнiсть сучасних барокамер i серйозшсть до на органiзм людини зниженого i пiдвищеного барометричного тиску пред'являють велик! вимоги до обслуговуючого техшчного i медичного персоналу, який повинен мати спещальну шдготовку. Так1 барокамери (складш, габаритнi) недоцiльно застосовувати в дослвдженнях з використанням експериментальних тварин. Пристро! для проведения барометричних дослщжень з використанням експериментальних тварин повинш бути простими, надiйними i багатофункцюнальними, тобто дозволяти виконувати дослiджения в режимах компреси, декомпресп i швидко! змши барометричного тиску (вибухова декомпреая).
Ведома барокамера для експериментальних тварин [2]. Барокамера призначена для проведення дослiджень впливу барометричного тиску на оргашзм i мютить корпус, утворюючий експериментальну камеру для розмiщения тварин, i джерело стисного газу, сполучене з експериментальною камерою. Корпус виконаний з герметичною кришкою !з засобами и фшсадо в закритому станi камери (притиск з ручним важелем), штуцерами входу i виходу газу, оглядовими стеклами. У камерi встановлений зшмний стелаж для розмiщения експериментальних тварин i датчик тиску (манометр).
Барокамеру застосовують наступним чином. Експериментальнi тварини (наприклад, щури) розмщують на стелаж1 з фшсащею або без фксацп до нього. Стелаж помщають в експериментальну камеру i фжсують в горизонтальному положенш. 1нша група тварин (щури, миш!, морськ1 свинки) або одна крупна тварина (кролик, собака) може бути розмщена безпосередньо на нижнш поверхш експериментально! камери. Попм герметично закривають кришку корпусу, використовуючи засоби !! фшсадо в закритому стан! камери. Шсля чого в експериментальну камеру подають газ вщ джерела стисного газу через штуцер входу газу. Доводять тиск газу в експериментальнш камер! до задано! величини, контролюючи тиск датчиком тиску (манометром). Спостереження за поведшкою тварин здшснюють через оглядов! стекла.
Описана барокамера реал!зуе тшьки один режим випробувань -компресшний режим. Конструктивш особливосп барокамери не дозволяють реал!зувати режими декомпресп ! швидко! змши барометричного тиску (режим ви6ухово! декомпресi!).
Тобто барокамера мае обмежеш функцюнальш можливосп.
Результати та 1х обговорення. Удосконалення пристрою для дослщження впливу змш барометричного тиску на оргашзм виршуеться тим, що цей пристрш включае корпус, утворюючий експериментальну камеру для розмщення тварин, ! засоби подач! газу в експериментальну камеру, засоби подач! газу в експериментальну камеру виконаш у вигляд! цил!ндра з поршнем, надпоршнева порожнина якого сполучена з експериментальною камерою, шток поршня з'еднаний з приводом перемщення поршня уздовж ос! цил!ндра ! фшсатором поршня в заданому положенш, а корпус експериментально! камери виконаний з руйшвною д!афрагмою !з засобами !! примусового руйнування.
Доцшьно привад перемщення поршня уздовж ос! цил!ндра виконати у вигляд! гвинтового моторного приводу, вихвдною ланкою якого е шток поршня з р!зьбовою д!лянкою на штоку.
Доцшьно також як фжсатор поршня в заданому положенш використовувати самогальм!вну гвинтову пару вихвдно! ланки гвинтового моторного приводу.
Засоби примусового руйнування д!афрагми дощльно виконати у вигляд! голки з електромагштним приводом.
Виконання засобу подач! газу в експериментальну камеру у вигляд! цил!ндра з поршнем, надпоршнева порожнина якого сполучена з експериментальною камерою, з'еднання штока поршня з приводом перемщення поршня уздовж ос! цил!ндра ! з фжсатором поршня в заданому положенш, а також виконання корпусу експериментально! камери з примусово руйшвною д!афрагмою дозволяе реал!зувати режими компреси, декомпресп ! швидко! змши барометричного тиску (вибухова декомпреая).
Компресшний режим реал!зуеться при перемщенш поршня на задану величину у сторону зменшення об'ему надпоршнево! порожнини, в процеа якого ввдбуваеться стиснення газу в експериментальнш камер!.
Декомпресшний режим реал!зуеться при перемщенш поршня на задану величину у сторону збшьшення об'ему надпоршнево! порожнини, в процеа якого ввдбуваеться розрвдження газу в експериментальнш камер!.
Режим вибухово! декомпресп реал!зуеться при примусовому руйнуванш д!афрагми в компресшному режим!, внаслщок чого шдвищений тиск в експериментальнш камер! р!зко знижуеться до атмосферного тиску.
Нижче приводиться опис пристрою для дослщження впливу змш барометричного тиску на оргашзм, режим!в його роботи з посиланнями на креслення, на яких показано:
Ф!г. 1 - Пристрш для дослщження впливу змш барометричного тиску на оргашзм, нейтральне положення.
Ф!г. 2 - Пристрш для дослщження впливу змш барометричного тиску на оргашзм, режим компреси.
Ф!г. 3 - Пристрш для дослщження впливу змш барометричного тиску на оргашзм, режим декомпресп.
Фж. 4 - Пристрш для дослщження впливу змiн барометричного тиску на оргаиiзм, режим вибухово! компресп.
Пристрiй включае корпус 1, утворюючий експериментальну камеру 2 для розмщення тварин 3,
1 засоби подачi газу в експериментальну камеру 2. Засоби подачi газу в експериментальну камеру виконаш у виглядi цилiндра 4 з поршнем 5, шток 6 якого сполучений з приводом прямого i зворотного перемщення поршня 5 уздовж осi цилiндра 4 i фiксатором поршня 5 в заданому положеннi вiдносно цилiндра 4. Корпус 1 експериментально! камери 2 виконаний з руйнiвною дiафрагмою 7 iз засобами и примусового руйнування.
Привад перемщення поршня 5 уздовж ос цилiндра 4 виконаний у виглядi гвинтового моторного приводу 8, вихщною ланкою якого е шток 6 поршня 5 з рiзьбовою дшянкою 9 на штоку 6. Гвинтовий моторний привщ 8 забезпечуе можливють прямого i зворотного перемiщения поршня 5 в цилiндрi 4.
Засоби фжсаци поршня 5 в заданому положенш щодо цилiндра 4 е самогальмiвною гвинтовою парою вихвдно! ланки гвинтового моторного приводу 8, яка утворена штоком 6 з рiзьбовою донкою 9 i гайкою (не показана), що обертаеться, як деталлю гвинтового моторного приводу 8.
Засоби примусового руйнування дiафрагми 7 виконаш у виглядi голки 10 з електромагштним приводом 11, яш закрiпленi на хрестовинi 12 з можливютю взаемоди голки 10 з дiафрагмою 7 для И примусового руйнування.
Корпус 1 мае цилiндричну форму. Торець 13 корпусу 1 з'еднаний з торцем цилiндра 4. На протилежному торщ 14 корпусу встановлена руйшвна дiафрагма 7. На бiчнiй поверхш корпусу 1 виконане оглядове скло 15 для зовнiшнього спостереження за поведшкою експериментальних тварин i встановлений датчик тиску 16. У експериментальнш камерi 2, утворено! корпусом 1, розмщеш знiмний стелаж 17 для експериментальних тварин i засоби пiдсвiчувания 18.
Експериментальна камера 2 сполучена з надпоршневою порожниною 19 через вiкна 20, виконаиi в торщ 13 корпуса 1 i торщ цилшдра 4.
Пристрiй забезпечений пультом управлшня 21, який сполучений з гвинтовим моторним приводом 8, датчиком тиску 16, електромагштним приводом 11 голки 10. За допомогою пульта управлшня 21 встановлюють необхвдш режими дослiджень.
Пристрш застосовують наступним чином. Експериментальну тварину 3 (тварини) розмiщують на стелаж1 17 з фiксацiею або без фксаци до нього. Стелаж 17 встановлюють в експериментальну камеру
2 i фжсують в горизонтальному положенш. Експериментальна тварина 3 (тварини) може (можуть) бути розмщена (розмiщенi) безпосередньо на нижнш поверхнi експериментально! камери 2. Експериментальну камеру 2 герметично закривають,
закршлюючи на корпусi 1 руйшвну дiафрагму 7. Пiсля чого в експериментальнш камерi 2 створюють тиск задано! величини, перемiщаючи поршень 5 в цилiндрi 4 за допомогою гвинтового моторного приводу 8 у бш зменшення (компресiя) або зб№шення (декомпресiя) об'ему надпоршнево! порожнини 19. Поршень 5 фжсують в заданому положенш в цилiндрi 4, зупиняючи гвинтовий моторний привiд 8. Фжсащя поршня 5 забезпечуеться використанням, як фжсатора, самогальмiвно! гвинтово! пари вихвдно! ланки гвинтового моторного приводу 8. Тиск в експериментальнiй камерi 2 контролюють датчиком тиску 16. Спостереження за поведшкою тварин здшснюють через оглядове скло 15.
Пристрш забезпечуе реалiзацiю наступних режимiв при проведеннi випробувань.
У нейтральному положеннi (Фiг. 1) поршень 5 розташований в середнш частинi цилiндра 4 i урiвноважений атмосферним тиском. У надпоршневiй порожниш 19, а отже i в експериментальнш камерi 2 атмосферний тиск.
Компресшний режим (Фiг. 2). Поршень 5 перемщають на задану величину у бш зменшення надпоршнево! порожнини 19. У надпоршневш порожнинi 19, а, отже, i в експериментальнш камерi 2 тиск пiдвищуеться на величину, яка визначаеться кратшстю, зменшення надпоршнево! порожнини 19 в результат зазначеного перемщення поршня 5.
Декомпресшний режим (Фп\ 3). Поршень 5 перемщають на задану величину у бш зб№шення надпоршнево! порожнини 19. У надпоршневш порожниш 19, а отже i в експериментальнш камерi 2 тиск знижуеться на величину, яка визначаеться кратшстю збвдьшення надпоршнево! порожнини 19 в результат зазначеного перемщення поршня 5.
Режим вибухово! декомпреси (Фи\ 4). Встановлюють необхвдний компресшний режим. Шсля чого примусово руйнують дiафрагму 7, впливаючи на не! голкою 10 з електромагштним приводом 11. При руйнуванш дiафрагми 7 тиск в експериментальнш камерi 2 рiзко падае до атмосферного тиску.
Висновки. Пристрш для дослвдження впливу змш барометричного тиску на оргашзм характеризуеться простотою конструкцi!, малими габаритами, розширеними функцiональними можливостями, оскiльки дозволяе в процеа випробувань реалiзувати три режими - режим компреси, режим декомпреси та режим вибухово! декомпреси.
Лггература
1. http://www.fizioterapiya.info/?page_id=42 (електронний ресурс).
2. Патент Росшсько! Федерацi! на корисну модель RU 37315, МПК A61G 10/00. Барокамера для экспериментальныхживотных / Мустафин Т. И., Куклин Д. С. заяв. 22.12.2003 р.
