Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для тренировки дыхания

Изобретение относится к средствам для тренировки дыхания путем создания дополнительного сопротивления потоку выдыхаемого воздуха с использованием вдыхаемой воздушная смеси с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода и может быть использовано как для тренировки дыхания при выполнении циклических упражнений, так и для физической реабилитации при хроническом бронхите, эмфиземе легких, бронхиальной астме, туберкулезе, варикозе, бесплодии, ожирении, гипертонии, ишемической болезни сердца, сосудистой дистонии, остеохондрозе, атеросклерозе сосудов, нарушениях обмена веществ.

Из уровня техники известно устройство для тренировки дыхания, содержащее корпус, в котором образована перепускная камера, снабженная дыхательной трубкой и патрубком вдоха с клапаном вдоха, и размещен низкочастотный механический генератор воздушных колебаний в виде вибрационной камеры с входным каналом, соединенным с перепускной камерой, который выполнен в виде расширяющегося кверху тела вращения - седла, в котором помещен сферический шарик, и выходным каналом, в котором установлен клапан выдоха (RU 2306161 C1, А63В 23/18, 2007; RU 86883 U1, А63В 23/18, 2009; RU 181854 U1, А63В 23/18, 2018; RU 185089 U1, А63В 23/18, 2018). Основным недостатком данной конструкции является отсутствие средств, позволяющих изменять газовый состав вдыхаемого воздуха, что ограничивает его функциональные возможности.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей устройства для тренировки дыхания путем изменения газового состава вдыхаемого воздуха и, соответственно, повышение эффективности тренировочного процесса и физической реабилитации при хронических заболеваниях.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройстве для тренировки дыхания, содержащем корпус, в котором образована перепускная камера, снабженная дыхательной трубкой и патрубком вдоха с клапаном вдоха, и размещен низкочастотный механический генератор воздушных колебаний в виде вибрационной камеры с входным каналом, соединенным с перепускной камерой, который выполнен в виде расширяющегося кверху тела вращения - седла, в котором помещен сферический шарик, и выходным каналом, в котором установлен клапан выдоха, согласно изобретению, на входе к патрубку вдоха подключена воздушная накопительная емкость с воздухозаборным окном, которая соединена перепускным каналом с выходным каналом вибрационной камеры, при этом воздухозаборное окно воздушной накопительной емкости снабжено регулировочным элементом.

Наличие воздушной накопительной емкости, включенной между патрубком вдоха и выходным каналом вибрационной камеры низкочастотного механического генератора воздушных колебаний, в которой в процессе дыхания при использовании заявленного устройства создается воздушная смесь с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода, обеспечивает реализацию сочетанного воздействие на дыхательную систему вибрационной нагрузки, создаваемой низкочастотным механическим генератором воздушных колебаний в выходном канале вибрационной камеры, которая повышает развитие силы и мощности дыхательных мышц, и «возвратного дыхания» с эффектом гипоксически-гиперкапнической тренировки, что способствует увеличению коэффициента использования кислорода, эффективному влиянию на коррекцию процессов возникновения гипоксии, повышению кислородной емкости крови, улучшению кислородотранспортной функции кровеносной системы, и, соответственно, в целом расширяет функциональные возможностей устройства для тренировки дыхания и повышает эффективность физической реабилитации при хроническом бронхите, эмфиземе легких, бронхиальной астме, туберкулезе, варикозе, бесплодии, ожирении, гипертонии, ишемической болезни сердца, сосудистой дистонии, остеохондрозе, атеросклерозе сосудов, нарушениях обмена веществ. Кроме того, наличие регулировочного элемента в воздухозаборном окне воздушной накопительной емкости позволяет изменять содержание двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемой воздушной смеси, формируемой в воздушной накопительной емкости из выдыхаемого и атмосферного воздуха, что позволяет оптимально настраивать устройство для конкретного пользователя и, соответственно, повышает эффективность тренировочного процесса.

На чертеже представлен общий вид устройства для тренировки дыхания.

Устройство для тренировки дыхания содержит корпус 1, в котором образована перепускная камера 2, снабженная дыхательной трубкой 3 с мундштуком 4 (загубником) и патрубком 5 вдоха с клапаном 6 вдоха, и размещен низкочастотный механический генератор воздушных колебаний в виде вибрационной камеры 7 с входным каналом 8, соединенным с перепускной камерой 2, который выполнен в виде расширяющегося кверху конусообразного тела вращения - седла 9, в котором помещен сферический шарик 10, и выходным каналом 11, в котором установлен клапан 12 выдоха. К патрубку вдоха 5 на входе подключена воздушная накопительная емкость 13 с воздухозаборным окном 14, которая соединена перепускным каналом 15 с выходным каналом 11 вибрационной камеры 7. Воздухозаборное окно 14 воздушной накопительной емкости 13 снабжено регулировочным элементом 16 (например, шибером или заслонкой), который позволяет изменять содержание двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемой воздушной смеси, формируемой в воздушной накопительной емкости 13 из выдыхаемого и атмосферного воздуха.

Как вариант, клапан выдоха 12 может быть выполнен с возможностью регулирования сопротивления потоку выдыхаемого воздуха и снабжен регулятором усилия прижатия клапана к седлу, который, например, включает пружину и средство изменения степени натяжения пружины в виде втулки, закрепленной на торце выходного канала посредством резьбового соединения с возможностью осевого перемещения (на чертеже не показано).

Устройство для тренировки дыхания функционирует следующим образом.

При выполнении вдоха через дыхательную трубку 3 за счет разряжения в перепускная камера 2 открывается клапан 6 вдоха и воздушная смесь из воздушной накопительной емкости 13 по патрубку 5 вдоха проходит в перепускную камеру 2 корпуса и по дыхательной трубке 3 поступает в ротовую полость. При этом клапан 12 выдоха закрыт, а сферический шарик 10 под действием силы тяжести перекрывает конусообразное седло 9 входного канала 8 вибрационной камеры 7 низкочастотного механического генератора воздушных колебаний. При выполнении выдоха под напором выдыхаемого воздуха клапан 6 вдоха закрывается, перекрывая патрубок вдоха 5, и поток выдыхаемого воздуха с повышенным содержанием двуокиси углерода из перепускной камеры 2, приподнимая сферический шарик 10, через конусообразное седло 9 входного канала 8 поступает в вибрационную камеру 7 низкочастотного механического генератора воздушных колебаний и, открывая клапан 12 выдоха, через выходной канал 11 по перепускным каналу 15 выходит в воздушную накопительную емкость 13, где смешивается с атмосферным воздухом, поступающим в воздушную накопительную емкость 13 через воздухозаборное окно 14, образуя воздушную смесь с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода, состав которой можно задавать с помощью регулировочного элемента 16.

Сферический шарик 10 в результате взаимодействия с воздушным потоком в расширяющемся конусообразном седле 9 входного канала 8 вибрационной камеры 7 начинает совершать низкочастотные вынужденные колебания, и, как механический вибратор, за счет создания вибрационной нагрузки модулирует колебания выдыхаемого воздуха и, соответственно, стенок дыхательных путей, в частности трахеи, что снижает легочную вентиляцию, стимулирует работу гладкой мускулатуры легких, способствует повышению силы и мощности дыхательных мышц и приводит за счет проявления бронхорасширяющего эффекта к адаптации на физическую нагрузку. Одновременно с этим при вдыхании воздушной смеси с повышенным содержанием двуокиси углерода и пониженным содержанием кислорода реализуется эффект «возвратного дыхания», способствующий адаптации организма к условиям гипоксии, что обеспечивает увеличению коэффициента использования кислорода, повышению кислородной емкости крови, улучшению кислородотранспортной функции кровеносной системы, и в целом, повышает как эффективность процесса тренировки дыхания при выполнении циклических упражнений, так и эффективность физической реабилитации при хроническом бронхите, эмфиземе легких, бронхиальной астме, туберкулезе, варикозе, бесплодии, ожирении, гипертонии, ишемической болезни сердца, сосудистой дистонии, остеохондрозе, атеросклерозе сосудов, нарушениях обмена веществ.

Наличие регулировочного элемента 16 в воздухозаборном окне 14 воздушной накопительной емкости 13 позволяет изменять содержание двуокиси углерода и кислорода во вдыхаемой воздушной смеси, формируемой в воздушной накопительной емкости 13 из выдыхаемого и атмосферного воздуха, что позволяет оптимально настраивать устройство для конкретного пользователя и, соответственно, повышает эффективность тренировочного процесса.